一、SURF特征点检测
1、SURF算法概览
SURF，英语全称为SpeededUp Robust Features，直译的话就是“加速版的具有鲁棒性的特征“算法，由Bay在2006年首次提出。SURF是尺度不变特征变换算法（SIFT算法）的加速版。一般来说，标准的SURF算子比SIFT算子快好几倍，并且在多幅图片下具有更好的稳定性。SURF最大的特征在于采用了harr特征以及积分图像的概念，这大大加快了程序的运行时间。SURF可以应用于计算机视觉的物体识别以及3D重构中。
下图展示了SUTF类相关的一些继承关系：
2、drawKeypoints函数详解
因为接下来的示例程序需要用到drawKeypoints函数，顾名思义，此函数用于绘制关键点。
C++: void drawKeypoints(const Mat&image, const vector<KeyPoint>& keypoints, Mat& outImage, constScalar& color=Scalar::all(-1), int flags=DrawMatchesFlags::DEFAULT )
第一个参数，const Mat&类型的src，输入图像。
第二个参数，const vector<KeyPoint>&类型的keypoints，根据源图像得到的特征点，它是一个输出参数。
第三个参数，Mat&类型的outImage，输出图像，其内容取决于第五个参数标识符falgs。
第四个参数，const Scalar&类型的color，关键点的颜色，有默认值Scalar::all(-1)。 第五个参数，int类型的flags，绘制关键点的特征标识符，有默认值DrawMatchesFlags::DEFAULT。可以在如下这个结构体中选取值。
1 struct DrawMatchesFlags
2 {
3 enum 4 { 5 DEFAULT = 0, // Output image matrix will be created (Mat::create), 6 // i.e. existing memory of output image may be reused. 7 // Two source images, matches, and single keypoints 8 // will be drawn. 9 // For each keypoint, only the center point will be 10 // drawn (without a circle around the keypoint with the 11 // keypoint size and orientation). 12 DRAW_OVER_OUTIMG = 1, // Output image matrix will not be 13 // created (using Mat::create). Matches will be drawn 14 // on existing content of output image. 15 NOT_DRAW_SINGLE_POINTS = 2, // Single keypoints will not be drawn. 16 DRAW_RICH_KEYPOINTS = 4 // For each keypoint, the circle around 17 // keypoint with keypoint size and orientation will 18 // be drawn. 19 }; 20 };
三、综合示例
1、重映射综合示例
1 //重映射综合示例
2 #include "opencv2/highgui/highgui.hpp" 3 #include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp" 4 #include <iostream> 5 6 using namespace cv; 7 using namespace std; 8 9 #define WINDOW_NAME "【程序窗口】" //为窗口标题定义的宏 10 11 Mat g_srcImage, g_dstImage; 12 Mat g_map_x, g_map_y; 13 14 int update_map( int key); 15 static void ShowHelpText( );//输出帮助文字 16 17 int main( int argc, char** argv ) 18 { 19 //改变console字体颜色 20 system("color 2F"); 21 22 //显示帮助文字 23 ShowHelpText(); 24 25 //【1】载入原始图 26 g_srcImage = imread( "1.jpg", 1 ); 27 28 imshow("原始图",g_srcImage); 29 30 //【2】创建和原始图一样的效果图，x重映射图，y重映射图 31 g_dstImage.create( g_srcImage.size(), g_srcImage.type() ); 32 g_map_x.create( g_srcImage.size(), CV_32FC1 ); 33 g_map_y.create( g_srcImage.size(), CV_32FC1 ); 34 35 //【3】创建窗口并显示 36 namedWindow( WINDOW_NAME, CV_WINDOW_AUTOSIZE ); 37 imshow(WINDOW_NAME,g_srcImage); 38 39 //【4】轮询按键，更新map_x和map_y的值，进行重映射操作并显示效果图 40 while( 1 ) 41 { 42 //获取键盘按键 43 int key = waitKey(0); 44 45 //判断ESC是否按下，若按下便退出 46 if( (key & 255) == 27 ) 47 { 48 cout << "程序退出...........\n"; 49 break; 50 } 51 52 //根据按下的键盘按键来更新 map_x & map_y的值. 然后调用remap( )进行重映射 53 update_map(key); 54 remap( g_srcImage, g_dstImage, g_map_x, g_map_y, CV_INTER_LINEAR, BORDER_CONSTANT, Scalar(0,0, 0) ); 55 56 //显示效果图 57 imshow( WINDOW_NAME, g_dstImage ); 58 } 59 return 0; 60 } 61 62 int update_map( int key ) 63 { 64 //双层循环，遍历每一个像素点 65 for( int j = 0; j < g_srcImage.rows;j++) 66 { 67 for( int i = 0; i < g_srcImage.cols;i++) 68 { 69 switch(key) 70 { 71 case '1': // 键盘【1】键按下，进行第一种重映射操作 72 if( i > g_srcImage.cols*0.25 && i < g_srcImage.cols*0.75 && j > g_srcImage.rows*0.25 && j < g_srcImage.rows*0.75) 73 { 74 g_map_x.at<float>(j,i) = static_cast<float>(2*( i - g_srcImage.cols*0.25 ) + 0.5); 75 g_map_y.at<float>(j,i) = static_cast<float>(2*( j - g_srcImage.rows*0.25 ) + 0.5); 76 } 77 else 78 { 79 g_map_x.at<float>(j,i) = 0; 80 g_map_y.at<float>(j,i) = 0; 81 } 82 break; 83 case '2':// 键盘【2】键按下，进行第二种重映射操作 84 g_map_x.at<float>(j,i) = static_cast<float>(i); 85 g_map_y.at<float>(j,i) = static_cast<float>(g_srcImage.rows - j); 86 break; 87 case '3':// 键盘【3】键按下，进行第三种重映射操作 88 g_map_x.at<float>(j,i) = static_cast<float>(g_srcImage.cols - i); 89 g_map_y.at<float>(j,i) = static_cast<float>(j); 90 break; 91 case '4':// 键盘【4】键按下，进行第四种重映射操作 92 g_map_x.at<float>(j,i) = static_cast<float>(g_srcImage.cols - i); 93 g_map_y.at<float>(j,i) = static_cast<float>(g_srcImage.rows - j); 94 break; 95 } 96 } 97 } 98 return 1; 99 } 100 101 static void ShowHelpText() 102 { 103 //输出一些帮助信息 104 cout << "\n\n\n\t欢迎来到重映射示例程序~\n\n"; 105 cout << "\t当前使用的OpenCV版本为 OpenCV "CV_VERSION; 106 cout << "\n\n\t按键操作说明: \n\n" 107 "\t\t键盘按键【ESC】- 退出程序\n" 108 "\t\t键盘按键【1】- 第一种映射方式\n" 109 "\t\t键盘按键【2】- 第二种映射方式\n" 110 "\t\t键盘按键【3】- 第三种映射方式\n" 111 "\t\t键盘按键【4】- 第四种映射方式\n" 112 "\n\n\t\t\t\t\t\t\t\t"; 113 }
2、SURF特征点检测综合示例程序
这个示例程涉及到如下三个方面：
1 使用 FeatureDetector 接口来发现感兴趣点。
2 使用 SurfFeatureDetector 以及其函数 detect 来实现检测过程
3 使用函数 drawKeypoints 绘制检测到的关键点。
1 //SURF特征点检测完整示例
2 #include "opencv2/core/core.hpp" 3 #include "opencv2/features2d/features2d.hpp" 4 #include "opencv2/highgui/highgui.hpp" 5 #include "opencv2/nonfree/nonfree.hpp" 6 #include <iostream> 7 8 using namespace std; 9 using namespace cv; 10 11 12 static void ShowHelpText( );//输出帮助文字 13 14 int main( int argc, char** argv ) 15 { 16 //【0】改变console字体颜色 17 system("color 2F"); 18 19 //【0】显示帮助文字 20 ShowHelpText( ); 21 22 //【1】载入源图片并显示 23 Mat srcImage1 = imread("1.jpg", 1 ); 24 Mat srcImage2 = imread("2.jpg", 1 ); 25 if( !srcImage1.data || !srcImage2.data )//检测是否读取成功 26 { 27 cout << "读取图片错误，请确定目录下是否有imread函数指定名称的图片存在~！ \n"; 28 return false; 29 } 30 imshow("原始图1",srcImage1); 31 imshow("原始图2",srcImage2); 32 33 //【2】定义需要用到的变量和类 34 int minHessian = 400;//定义SURF中的hessian阈值特征点检测算子 35 SurfFeatureDetector detector( minHessian );//定义一个SurfFeatureDetector（SURF） 特征检测类对象 36 std::vector<KeyPoint> keypoints_1, keypoints_2;//vector模板类是能够存放任意类型的动态数组，能够增加和压缩数据 37 38 //【3】调用detect函数检测出SURF特征关键点，保存在vector容器中 39 detector.detect( srcImage1, keypoints_1 ); 40 detector.detect( srcImage2, keypoints_2 ); 41 42 //【4】绘制特征关键点 43 Mat img_keypoints_1; Mat img_keypoints_2; 44 drawKeypoints( srcImage1, keypoints_1, img_keypoints_1, Scalar::all(-1), DrawMatchesFlags::DEFAULT ); 45 drawKeypoints( srcImage2, keypoints_2, img_keypoints_2, Scalar::all(-1), DrawMatchesFlags::DEFAULT ); 46 47 //【5】显示效果图 48 imshow("特征点检测效果图1", img_keypoints_1 ); 49 imshow("特征点检测效果图2", img_keypoints_2 ); 50 51 waitKey(0); 52 return 0; 53 } 54 55 void ShowHelpText() 56 { 57 //输出一些帮助信息 58 cout << "\n\n\n\t欢迎来到【SURF特征点检测】示例程序~\n\n"; 59 cout << "\n\n\t按键操作说明: \n\n" 60 "\t\t键盘按键任意键- 退出程序\n\n" 61 "\n\n\t\t\t\t\t\t\t\t"; 62 63 }
效果展示：
原图：
效果图：
