Opencv实现:SIFT特征提取+RANSAC剔除误匹配点

时间:2022-09-02 06:28:26

最近整理一下利用SIFT特征提取方法和RANSAC(随机抽样一致性方法)进行剔除无匹配点的内容,将实现过程进行记录。
程序注释的非常清楚了,新手也能很快看懂。

    //读取图像
Mat img01=imread("3.png");
Mat img02=imread("4.png");
imshow("original image1",img01);
imshow("original image2",img02);

//SIFT特征检测
SiftFeatureDetector detector; //定义特点点检测器
vector<KeyPoint> keypoint01,keypoint02;//定义两个容器存放特征点
detector.detect(img01,keypoint01);
detector.detect(img02,keypoint02);

//在两幅图中画出检测到的特征点
Mat out_img01;
Mat out_img02;
drawKeypoints(img01,keypoint01,out_img01);
drawKeypoints(img02,keypoint02,out_img02);
imshow("特征点图01",out_img01);
imshow("特征点图02",out_img02);

//提取特征点的特征向量(128维)
SiftDescriptorExtractor extractor;
Mat descriptor01,descriptor02;
extractor.compute(img01,keypoint01,descriptor01);
extractor.compute(img02,keypoint02,descriptor02);

//匹配特征点,主要计算两个特征点特征向量的欧式距离,距离小于某个阈值则认为匹配

BruteForceMatcher<L2<float>> matcher;
vector<DMatch> matches;
Mat img_matches;
matcher.match(descriptor01,descriptor02,matches);
drawMatches(img01,keypoint01,img02,keypoint02,matches,img_matches);
imshow("误匹配消除前",img_matches);

下面是利用RANSAC进行消除无匹配点:

    //RANSAC 消除误匹配特征点 主要分为三个部分:
//1)根据matches将特征点对齐,将坐标转换为float类型
//2)使用求基础矩阵方法 findFundamentalMat,得到RansacStatus
//3)根据RansacStatus来将误匹配的点也即RansacStatus[i]=0的点删除

//根据matches将特征点对齐,将坐标转换为float类型
vector<KeyPoint> R_keypoint01,R_keypoint02;
for (size_t i=0;i<matches.size();i++)
{
R_keypoint01.push_back(keypoint01[matches[i].queryIdx]);
R_keypoint02.push_back(keypoint02[matches[i].trainIdx]);
//这两句话的理解:R_keypoint1是要存储img01中能与img02匹配的特征点,
//matches中存储了这些匹配点对的img01和img02的索引值
}

//坐标转换
vector<Point2f>p01,p02;
for (size_t i=0;i<matches.size();i++)
{
p01.push_back(R_keypoint01[i].pt);
p02.push_back(R_keypoint02[i].pt);
}

//利用基础矩阵剔除误匹配点
vector<uchar> RansacStatus;
Mat Fundamental= findFundamentalMat(p01,p02,RansacStatus,FM_RANSAC);


vector<KeyPoint> RR_keypoint01,RR_keypoint02;
vector<DMatch> RR_matches; //重新定义RR_keypoint 和RR_matches来存储新的关键点和匹配矩阵
int index=0;
for (size_t i=0;i<matches.size();i++)
{
if (RansacStatus[i]!=0)
{
RR_keypoint01.push_back(R_keypoint01[i]);
RR_keypoint02.push_back(R_keypoint02[i]);
matches[i].queryIdx=index;
matches[i].trainIdx=index;
RR_matches.push_back(matches[i]);
index++;
}
}
Mat img_RR_matches;
drawMatches(img01,RR_keypoint01,img02,RR_keypoint02,RR_matches,img_RR_matches);
imshow("消除误匹配点后",img_RR_matches);

实现效果如图:
Opencv实现:SIFT特征提取+RANSAC剔除误匹配点