SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

前面我们对sift算法的流程进行简要研究,那么在OpenCV中,sift是如何被调用的?又是如何被实现出来的了?

特别是到了3.0以后,OpenCV对特征点提取这个方面进行了系统重构,那么整个代码结构变成了什么模样?

在代码中

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

可以看出目前的结构是基于hess的算法进行的重构。那么首先需要解决的是整体的调用和实现结构问题,然后是hess算法的结构问题,再然后才是具体的算法。需要做的事情很多,一起来研究。

一、OpenCV中sift调用接口和例子

首先是一定要编译使用contrib版本的OpenCV代码,同时最后设置的时候需要注意,头文件和命名空间要选择正确。

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

在最新版本的OpenCV中,已经对特征提取这块的函数进行了统一接口:

MatmatSrc=imread("e:/template/lena.jpg");

Matgray;
Matdraw;
cvtColor(matSrc,gray,CV_RGB2GRAY);
Matdescriptors;
std::vector<KeyPoint>keypoints;
//生产sift结构
Ptr<SiftFeatureDetector>siftFD=SiftFeatureDetector::create();
siftFD->detectAndCompute(gray,Mat(),keypoints,draw);
drawKeypoints(gray,keypoints,gray,Scalar(0,0,255),DrawMatchesFlags::DEFAULT);

结果:

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

这里也只是简单地把特征点给画了出来,并没有将方向等信息进行表示。下面我们具体看一看sift在OpenCV中是如何实现的。

OpenCV是开发源代码的,所以这里的代码都是可以自己看到的。那么联调的方式为

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

二、sift的代码结构解析

注意,sift的原始地址在

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

它的类结构为:

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

它的构建函数为:

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

直接返回的是本类的指针

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

我们去看代码,基本了解结构以后,就直接从我们想要用的那个函数开始“顺藤摸瓜”。我们想要的是detectAndCompute函数。

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

三、sift的代码具体实现

step0:createInitialImage将图片转换成为合适的大小

Matbase=createInitialImage(image,firstOctave<0,(float)sigma);

最为简单的一步,据说将输入的图片变化为规整的大小和格式:

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

//step1:buildGaussianPyramid构建高斯金字塔

buildGaussianPyramid(base,gpyr,nOctaves);SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

//step2:buildDoGPyramid构建高斯差分金字塔

buildDoGPyramid(gpyr,dogpyr);SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

//step3:findScaleSpaceExtremaremoveDuplicated寻找并筛选尺度空间特征值

findScaleSpaceExtrema(gpyr,dogpyr,keypoints);

注意这里将特征值的初略寻找和细化寻找放在了一起(一个循环)

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

其中

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

其中二

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

注意:

SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

//step4:calcDescriptors计算特征值

calcDescriptors(gpyr,keypoints,descriptors,nOctaveLayers,firstOctave);SIFT在OpenCV中的调用和具体实现(HELU版)

三、简单小结

这里也只是将sift的代码挑了出来,简单进行了分析。应该说OpenCV的代码本身才是其最为精髓的地方,无论是代码背后的理论,还是代码实现的技术,以及各种提升速度的方法,都对于我们写出出色的图像处理算法和运用很有帮助。

而学习的最好方法就是去实现创造。OpenCV本身就是开源的项目,基于现有的这么多的资源,在图像处理广阔的领域去进行创新,不断巩固提升自己的能力。与大家共勉!

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