opencv-全景图像拼接

运行环境

python3.6 + opencv 3.4.1.15

stitcher.py

import numpy as np
import cv2

class Stitcher:

    #拼接函数
    def stitch(self, images, ratio=0.75, reprojThresh=4.0,showMatches=False):
        #获取输入图片
        (imageB, imageA) = images
        #检测A、B图片的SIFT关键特征点,并计算特征描述子
        (kpsA, featuresA) = self.detectAndDescribe(imageA)
        (kpsB, featuresB) = self.detectAndDescribe(imageB)

        # 匹配两张图片的所有特征点,返回匹配结果
        M = self.matchKeypoints(kpsA, kpsB, featuresA, featuresB, ratio, reprojThresh)

        # 如果返回结果为空,没有匹配成功的特征点,退出算法
        if M is None:
            return None

        # 否则,提取匹配结果
        # H是3x3视角变换矩阵      
        (matches, H, status) = M
        # 将图片A进行视角变换,result是变换后图片
        result = cv2.warpPerspective(imageA, H, (imageA.shape[1] + imageB.shape[1], imageA.shape[0]))
        self.cv_show('result', result)
        # 将图片B传入result图片最左端
        result[0:imageB.shape[0], 0:imageB.shape[1]] = imageB
        self.cv_show('result', result)
        # 检测是否需要显示图片匹配
        if showMatches:
            # 生成匹配图片
            vis = self.drawMatches(imageA, imageB, kpsA, kpsB, matches, status)
            # 返回结果
            return (result, vis)

        # 返回匹配结果
        return result
    def cv_show(self,name,img):
        cv2.imshow(name, img)
        cv2.waitKey(0)
        cv2.destroyAllWindows()

    def detectAndDescribe(self, image):
        # 将彩色图片转换成灰度图
        gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

        # 建立SIFT生成器
        descriptor = cv2.xfeatures2d.SIFT_create()
        # 检测SIFT特征点,并计算描述子
        (kps, features) = descriptor.detectAndCompute(image, None)

        # 将结果转换成NumPy数组
        kps = np.float32([kp.pt for kp in kps])

        # 返回特征点集,及对应的描述特征
        return (kps, features)

    def matchKeypoints(self, kpsA, kpsB, featuresA, featuresB, ratio, reprojThresh):
        # 建立暴力匹配器
        matcher = cv2.BFMatcher()
  
        # 使用KNN检测来自A、B图的SIFT特征匹配对,K=2
        rawMatches = matcher.knnMatch(featuresA, featuresB, 2)

        matches = []
        for m in rawMatches:
            # 当最近距离跟次近距离的比值小于ratio值时,保留此匹配对
            if len(m) == 2 and m[0].distance < m[1].distance * ratio:
            # 存储两个点在featuresA, featuresB中的索引值
                matches.append((m[0].trainIdx, m[0].queryIdx))

        # 当筛选后的匹配对大于4时,计算视角变换矩阵
        if len(matches) > 4:
            # 获取匹配对的点坐标
            ptsA = np.float32([kpsA[i] for (_, i) in matches])
            ptsB = np.float32([kpsB[i] for (i, _) in matches])

            # 计算视角变换矩阵
            (H, status) = cv2.findHomography(ptsA, ptsB, cv2.RANSAC, reprojThresh)

            # 返回结果
            return (matches, H, status)

        # 如果匹配对小于4时,返回None
        return None

    def drawMatches(self, imageA, imageB, kpsA, kpsB, matches, status):
        # 初始化可视化图片,将A、B图左右连接到一起
        (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

        # 联合遍历,画出匹配对
        for ((trainIdx, queryIdx), s) in zip(matches, status):
            # 当点对匹配成功时,画到可视化图上
            if s == 1:
                # 画出匹配对
                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)

        # 返回可视化结果
        return vis

ImageStiching.py

from Stitcher import Stitcher
import cv2

# 读取拼接图片
imageA = cv2.imread("left_01.png")
imageB = cv2.imread("right_01.png")

# 把图片拼接成全景图
stitcher = Stitcher()
(result, vis) = stitcher.stitch([imageA, imageB], showMatches=True)

# 显示所有图片
cv2.imshow("Image A", imageA)
cv2.imshow("Image B", imageB)
cv2.imshow("Keypoint Matches", vis)
cv2.imshow("Result", result)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
相关推荐
AI绘画君3 分钟前
Stable Diffusion绘画 | AI 图片智能扩充,超越PS扩图的AI扩图功能(附安装包)
人工智能·ai作画·stable diffusion·aigc·ai绘画·ai扩图
AAI机器之心5 分钟前
LLM大模型:开源RAG框架汇总
人工智能·chatgpt·开源·大模型·llm·大语言模型·rag
Evand J26 分钟前
物联网智能设备:未来生活的变革者
人工智能·物联网·智能手机·智能家居·智能手表
HyperAI超神经35 分钟前
Meta 首个多模态大模型一键启动!首个多针刺绣数据集上线,含超 30k 张图片
大数据·人工智能·深度学习·机器学习·语言模型·大模型·数据集
sp_fyf_202438 分钟前
计算机前沿技术-人工智能算法-大语言模型-最新研究进展-2024-10-03
人工智能·算法·机器学习·计算机视觉·语言模型·自然语言处理
新缸中之脑44 分钟前
10个令人惊叹的AI工具
人工智能
学步_技术1 小时前
自动驾驶系列—线控悬架技术:自动驾驶背后的动力学掌控者
人工智能·机器学习·自动驾驶·线控系统·悬挂系统
Eric.Lee20211 小时前
数据集-目标检测系列- 螃蟹 检测数据集 crab >> DataBall
python·深度学习·算法·目标检测·计算机视觉·数据集·螃蟹检测
DogDaoDao2 小时前
【预备理论知识——2】深度学习:线性代数概述
人工智能·深度学习·线性代数
牛哥带你学代码2 小时前
交叠型双重差分法
人工智能·深度学习·机器学习