OpenCV-Python教程:42.特征匹配+Homography找目標

基礎

我們之前使用了查詢圖像爸邢,找到其中的一些特征點呜呐,我們?nèi)×硗庖粋€訓練圖像坤学,找到里面的特征米间,我們找到它們中間最匹配的。簡單說就是我們在一組圖像里找一個目標的某個部分的位置。

我們可以使用一個calib3d模塊里的函數(shù),cv2.findHomography().如果我們傳了兩個圖像里的點集合,它會找到那個目標的透視轉換有缆。然后我們可以使用cv2.perspectiveTransform()來找目標,它需要至少4個正確的點來找變換温亲。

我們看過可能會有一些匹配是的錯誤而影響結果棚壁。喲啊解決這個問題,算法使用了RANSAC或者LEAST_MEDIAN(由標志決定)栈虚。提供正確估計的好的匹配被叫做inliers袖外,而其他的叫做outliers。cv2.findHomography()返回一個掩圖來指定inlier和outlier魂务。

code

首先曼验,和正常一樣,我們找到SIFT特征粘姜,用比率檢測來找最匹配的鬓照。

import numpy as np
import cv2
from matplotlib import pyplot as plt

MIN_MATCH_COUNT = 10

img1 = cv2.imread('box.png',0)? ? ? ? ? # queryImage
img2 = cv2.imread('box_in_scene.png',0) # trainImage

# Initiate SIFT detector
sift = cv2.SIFT()

# find the keypoints and descriptors with SIFT
kp1, des1 = sift.detectAndCompute(img1,None)
kp2, des2 = sift.detectAndCompute(img2,None)

FLANN_INDEX_KDTREE = 0
index_params = dict(algorithm = FLANN_INDEX_KDTREE, trees = 5)
search_params = dict(checks = 50)

flann = cv2.FlannBasedMatcher(index_params, search_params)

matches = flann.knnMatch(des1,des2,k=2)

# store all the good matches as per Lowe's ratio test.
good = []
for m,n in matches:
? ? if m.distance < 0.7*n.distance:
? ? ? ? good.append(m)

現(xiàn)在我們設置一個至少10個匹配的條件(有MIN_MATCH_COUNT指定)來找目標。否則就顯示一個信息說沒有足夠的匹配孤紧。

如果找到了足夠的匹配豺裆,我們得到兩張圖像里標記的關鍵點的位置。他們被傳到透視轉換坛芽。當我們得到了3x3的轉換矩陣留储,我們用它來把查詢圖像里的角轉換到響應的訓練圖像的對應點翼抠。然后畫出來咙轩。

if len(good)>MIN_MATCH_COUNT:
? ? src_pts = np.float32([ kp1[m.queryIdx].pt for m in good ]).reshape(-1,1,2)
? ? dst_pts = np.float32([ kp2[m.trainIdx].pt for m in good ]).reshape(-1,1,2)
? ?
? ? M, mask = cv2.findHomography(src_pts, dst_pts, cv2.RANSAC,5.0)
? ? matchesMask = mask.ravel().tolist()

? ? h,w = img1.shape
? ? pts = np.float32([ [0,0],[0,h-1],[w-1,h-1],[w-1,0] ]).reshape(-1,1,2)
? ? dst = cv2.perspectiveTransform(pts,M)

? ? img2 = cv2.polylines(img2,[np.int32(dst)],True,255,3, cv2.LINE_AA)

else:
? ? print "Not enough matches are found - %d/%d" % (len(good),MIN_MATCH_COUNT)
? ? matchesMask = None

最后我們畫出我們的inliers(如果成功找到了目標)或者匹配關鍵點(如果失敗了)

draw_params = dict(matchColor = (0,255,0), # draw matches in green color
? ? ? ? singlePointColor = None,
? ? ? ? matchesMask = matchesMask, # draw only inliers
? ? ? ? flags = 2)

img3 = cv2.drawMatches(img1,kp1,img2,kp2,good,None,**draw_params)

plt.imshow(img3, 'gray'),plt.show()

看下面的結果,目標被白色標出來

END

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