python計算機(jī)視覺實現(xiàn)全景圖像拼接示例
首先對圖片進(jìn)行預(yù)處理,是圖片的分配率大小在合適的范圍內(nèi),避免圖片太大占滿整個電腦屏幕。
from PIL import Image
def produceImage(file_in, width, height, file_out):
image = Image.open(file_in)
resized_image = image.resize((height, width), Image.ANTIALIAS)
resized_image.save(file_out)
if __name__ == '__main__':
file_in = 'right2.png'#輸入文件的文件名
width = 500#文件大小
height = 500
file_out = 'right11.png'#生成文件的文件名
produceImage(file_in, width, height, file_out)
輸出圖片之后就可以對兩張圖片進(jìn)行拼接了。
兩張圖像要能拼接在一起成為一張圖像,就需要這兩張圖像中存在有重合的部分。通過這些重合的部分使用sift特征點匹配的算法,來尋找到重合部分的特征點。
需要注意的是,雖然sift算法比Harris角點的效果更好,但是也會出現(xiàn)錯誤點,并非完美的匹配方法。
在以下的代碼中,MyStitcher類里面的內(nèi)容就是對圖像實現(xiàn)拼接的主要過程。
import cv2
import numpy as np
class MyStitcher:
# 拼接函數(shù)
def stitch(self, images, ratio=0.75, reprojThresh=4.0, showMatches=False):
# 獲取輸入圖片
(imageB, imageA) = images
# 檢測A、B圖片的SIFT關(guān)鍵特征點,并計算特征描述子
(kpsA, featuresA) = self.detectAndDescribe(imageA)
(kpsB, featuresB) = self.detectAndDescribe(imageB)
# 匹配兩張圖片的所有特征點,返回匹配結(jié)果
M = self.matchKeypoints(kpsA, kpsB, featuresA, featuresB, ratio, reprojThresh)
# 如果返回結(jié)果為空,沒有匹配成功的特征點,退出算法
if M is None:
return None
# 否則,提取匹配結(jié)果
# H是3x3視角變換矩陣
(matches, H, status) = M
# 將圖片A進(jìn)行視角變換,result是變換后圖片
result = cv2.warpPerspective(imageA, H, (imageA.shape[1] + imageB.shape[1], imageA.shape[0]))
# 將圖片B傳入result圖片最左端
result[0:imageB.shape[0], 0:imageB.shape[1]] = imageB
# 檢測是否需要顯示圖片匹配
if showMatches:
# 生成匹配圖片
vis = self.drawMatches(imageA, imageB, kpsA, kpsB, matches, status)
# 返回結(jié)果
return (result, vis)
# 返回匹配結(jié)果
return result
def detectAndDescribe(self, image):
# 將彩色圖片轉(zhuǎn)換成灰度圖
gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 建立SIFT生成器
descriptor = cv2.xfeatures2d.SIFT_create()
# 檢測SIFT特征點,并計算描述子
(kps, features) = descriptor.detectAndCompute(image, None)
# 將結(jié)果轉(zhuǎn)換成NumPy數(shù)組
kps = np.float32([kp.pt for kp in kps])
# 返回特征點集,及對應(yīng)的描述特征
return (kps, features)
def matchKeypoints(self, kpsA, kpsB, featuresA, featuresB, ratio, reprojThresh):
# 建立暴力匹配器
matcher = cv2.DescriptorMatcher_create("BruteForce")
# 使用KNN檢測來自A、B圖的SIFT特征匹配對,K=2
rawMatches = matcher.knnMatch(featuresA, featuresB, 2)
matches = []
for m in rawMatches:
# 當(dāng)最近距離跟次近距離的比值小于ratio值時,保留此匹配對
if len(m) == 2 and m[0].distance < m[1].distance * ratio:
# 存儲兩個點在featuresA, featuresB中的索引值
matches.append((m[0].trainIdx, m[0].queryIdx))
# 當(dāng)篩選后的匹配對大于4時,計算視角變換矩陣
if len(matches) > 4:
# 獲取匹配對的點坐標(biāo)
ptsA = np.float32([kpsA[i] for (_, i) in matches])
ptsB = np.float32([kpsB[i] for (i, _) in matches])
# 計算視角變換矩陣
(H, status) = cv2.findHomography(ptsA, ptsB, cv2.RANSAC, reprojThresh)
# 返回結(jié)果
return (matches, H, status)
# 如果匹配對小于4時,返回None
return None
def drawMatches(self, imageA, imageB, kpsA, kpsB, matches, status):
# 初始化可視化圖片,將A、B圖左右連接到一起
(hA, wA) = imageA.shape[:2]
(hB, wB) = imageB.shape[:2]
vis = np.zeros((max(hA, hB), wA + wB, 3), dtype="uint8")
vis[0:hA, 0:wA] = imageA
vis[0:hB, wA:] = imageB
# 聯(lián)合遍歷,畫出匹配對
for ((trainIdx, queryIdx), s) in zip(matches, status):
# 當(dāng)點對匹配成功時,畫到可視化圖上
if s == 1:
# 畫出匹配對
ptA = (int(kpsA[queryIdx][0]), int(kpsA[queryIdx][1]))
ptB = (int(kpsB[trainIdx][0]) + wA, int(kpsB[trainIdx][1]))
cv2.line(vis, ptA, ptB, (0, 255, 0), 1)
# 返回可視化結(jié)果
return vis
# 讀取拼接圖片
imageA = cv2.imread("left11.png")
imageB = cv2.imread("right11.png")
# 把圖片拼接成全景圖
mystitcher = MyStitcher()
(result, vis) = mystitcher.stitch([imageA, imageB], showMatches=True)
# 顯示所有圖片
cv2.imshow("Image A", imageA)
cv2.imshow("Image B", imageB)
cv2.imshow("Keypoint Matches", vis)
cv2.imshow("Result", result)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
以上就是python計算機(jī)視覺實現(xiàn)全景圖像拼接示例的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于python計算機(jī)視覺全景拼接的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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