opencv-python图像配准(匹配和叠加)的实现

 更新时间:2021年06月23日 15:54:53   作者:shidiqi  
图像配准需是指对不同条件下得到的两幅或多幅图像进行匹配、叠加的过程。本文详细的介绍了如何使用,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下

图像配准需是指对不同条件下得到的两幅或多幅图像进行匹配、叠加的过程。最简单的做法就是求得原图像到目标图像之间的透视变换矩阵,将原图像按照矩阵进行变换,就可以得到和目标图像相似的效果。透视变换是将成像投影到一个新的视平面,也称作投影映射。

透视变换实质上是将二维的图片变换到三维的坐标系中之后再变换到另一个二维坐标系,与仿射变换相比透视变换实现的效果要多一些。求解精确矩阵和透视变换可以很容易地在opencv-python中实现。

import cv2 as cv
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
original_image = cv.imread("Image A.jpg")
target_image = cv.imread("Image B.jpg")
# 生成透视矩阵
src_points = np.array([[957, 1655], [2177, 1170], [2676, 24], [2487, 1931]], dtype=np.float32)
den_points = np.array([[687, 1150], [2000, 996], [2757, 18], [2098, 1819]], dtype=np.float32)
# getPerspectiveTransform可以得到从点集src_points到点集den_points的透视变换矩阵
T = cv.getPerspectiveTransform(src_points, den_points)
# 进行透视变换
# 注意透视变换第三个参数为变换后图片大小,格式为(高度,宽度)
warp_imgae = cv.warpPerspective(original_image, T, (target_image.shape[1], target_image.shape[0]))
plt.imshow(warp_imgae)
plt.show()

进行四点变换前后的结果为

opencv-python也可以计算超过四个点的两数组点之间的变换矩阵。对原图像选择7个点进行透视变换的结果为

# 设置原始和目标特征点
src_more_point = np.float32([[957, 1655], [2177, 1170], [620, 2586], [1280, 2316], [2487, 1931], [937, 758], [2676, 24]]).reshape(-1, 1, 2)
den_more_point = np.float32([[687, 1150], [2000, 996], [121, 1974], [927, 1886], [2098, 1819], [899, 280], [2757, 18]]).reshape(-1, 1, 2)
# 调用库函数计算特征矩阵
# cv.findHomography第三个参数为计算单位矩阵所用的方法,0为常规算法,cv.RANSAC为基于RANSAC的鲁棒算法,cv.LMEDS为最小中值
# 鲁棒算法,cv.RHO基于PROSAC的鲁棒算法.第四个参数取值范围在1到10,绝一个点对的阈值。原图像的点经过变换后点与目标图像上对应
# 点的误差.返回值中H为变换矩阵.mask是掩模,在线的点.
H, status = cv.findHomography(src_more_point, den_more_point, cv.RANSAC, 5.0)
# 进行透视变换
warped_more_point_image = cv.warpPerspective(original_image, H, (target_image.shape[1], target_image.shape[0]))

对4个点、7个点和opencv-python函数库自动匹配的效果对比如下

可以看出如果匹配点选择恰当,三种方法的效果并没有太大区别。

调用库函数的图像自动匹配代码如下

# 用AKAZE库函数进行自动特征检测,AKAZE与SIFT等属于相似的 特征检测,但是有一些不同
akaze = cv.AKAZE_create()
# Find the keypoints and descriptors with SIFT
kp1, des1 = akaze.detectAndCompute(original_image_gray, None)
kp2, des2 = akaze.detectAndCompute(target_image_gray, None)

bf = cv.BFMatcher()
matches = bf.knnMatch(des1, des2, k=2)
good_matches = []
for m, n in matches:
    if m.distance < 0.75 * n.distance:
        good_matches.append([m])

# 画出符合条件的匹配点的连线
img3 = cv.drawMatchesKnn(original_image_gray, kp1, target_image_gray, kp2, good_matches, None, flags=cv.DrawMatchesFlags_NOT_DRAW_SINGLE_POINTS)
cv.imwrite('matches.jpg', img3)


src_automatic_points = np.float32([kp1[m[0].queryIdx].pt for m in good_matches]).reshape(-1, 1, 2)
den_automatic_points = np.float32([kp2[m[0].trainIdx].pt for m in good_matches]).reshape(-1, 1, 2)

# 调用库函数计算特征矩阵
H, status = cv.findHomography(src_more_point, den_more_point, cv.RANSAC, 5.0)
# 进行透视变换
warped_automatic_image = cv.warpPerspective(original_image, H, (target_image.shape[1], target_image.shape[0]))

# 绘制图像
my_draw(warped_automatic_image, tip='automatic')

到此这篇关于opencv-python图像配准的实现的文章就介绍到这了,更多相关opencv-python图像配准内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • 如何基于Python制作有道翻译小工具

    如何基于Python制作有道翻译小工具

    这篇文章主要介绍了如何基于Python制作有道翻译小工具,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2019-12-12
  • python分数表示方式和写法

    python分数表示方式和写法

    在本篇文章里小编给大家整理的是关于python分数怎么表示的相关知识点内容,有需要的朋友们学习下吧。
    2019-06-06
  • Python实现分段线性插值

    Python实现分段线性插值

    这篇文章主要为大家详细介绍了Python实现分段线性插值,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2018-12-12
  • python snap7读写PLC的操作方法

    python snap7读写PLC的操作方法

    这篇文章主要介绍了python snap7读写PLC的操作方法,本文结合实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2023-02-02
  • 简单了解django文件下载方式

    简单了解django文件下载方式

    这篇文章主要介绍了简单了解django三种文件下载方式,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2020-02-02
  • Python如何调用外部系统命令

    Python如何调用外部系统命令

    这篇文章主要介绍了Python如何调用外部系统命令,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2019-08-08
  • 浅谈Django 页面缓存的cache_key是如何生成的

    浅谈Django 页面缓存的cache_key是如何生成的

    这篇文章主要介绍了Django 页面缓存的cache_key是如何生成的,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2021-03-03
  • python如何获取列表中每个元素的下标位置

    python如何获取列表中每个元素的下标位置

    这篇文章主要介绍了python如何获取列表中每个元素的下标位置,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2019-07-07
  • SymPy库关于矩阵的基本操作和运算

    SymPy库关于矩阵的基本操作和运算

    本文主要介绍了SymPy库关于矩阵的基本操作和运算,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2023-03-03
  • python对站点数据做EOF且做插值绘制填色图

    python对站点数据做EOF且做插值绘制填色图

    这篇文章主要介绍了python对站点数据做EOF且做插值绘制填色图,文章围绕主题展开详细的内容介绍,具有一定的参考价值,,需要的小伙伴可以参考一下
    2022-09-09

最新评论