python計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)全景圖像拼接示例
首先對(duì)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(gè)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(duì)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(guò)這些重合的部分使用sift特征點(diǎn)匹配的算法,來(lái)尋找到重合部分的特征點(diǎn)。
需要注意的是,雖然sift算法比Harris角點(diǎn)的效果更好,但是也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤點(diǎn),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(duì)圖像實(shí)現(xiàn)拼接的主要過(guò)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(cè)A、B圖片的SIFT關(guān)鍵特征點(diǎn),并計(jì)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(diǎn),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(méi)有匹配成功的特征點(diǎn),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(cè)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(cè)SIFT特征點(diǎn),并計(jì)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(diǎn)集,及對(duì)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(cè)來(lái)自A、B圖的SIFT特征匹配對(duì),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(shí),保留此匹配對(duì) if len(m) == 2 and m[0].distance < m[1].distance * ratio: # 存儲(chǔ)兩個(gè)點(diǎn)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(duì)大于4時(shí),計(jì)算視角變換矩陣 if len(matches) > 4: # 獲取匹配對(duì)的點(diǎn)坐標(biāo) ptsA = np.float32([kpsA[i] for (_, i) in matches]) ptsB = np.float32([kpsB[i] for (i, _) in matches]) # 計(jì)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(duì)小于4時(shí),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(huà)出匹配對(duì) for ((trainIdx, queryIdx), s) in zip(matches, status): # 當(dāng)點(diǎn)對(duì)匹配成功時(shí),畫(huà)到可視化圖上 if s == 1: # 畫(huà)出匹配對(duì) 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(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)全景圖像拼接示例的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于python計(jì)算機(jī)視覺(jué)全景拼接的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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