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使用OpenCV对齐两张图片

2023-07-26 14:01:41 深夜i -- --

OpenCV 图像对齐图像处理特征点匹配图像配准

在计算机视觉中，图像对齐是一项重要的任务，它可以将两张不同角度或者具有不同尺寸的图片进行对齐，从而方便我们进行后续的图像处理或者比较。而OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一款开源的计算机视觉库，提供了丰富的函数和工具，可以方便地实现图像对齐的功能。

下面将介绍如何使用OpenCV对齐两张图片。

首先，我们需要导入OpenCV库。

import cv2

然后，我们读取两张待对齐的图片。

image1 = cv2.imread('image1.jpg')

image2 = cv2.imread('image2.jpg')

接下来，我们需要对图像进行特征提取。OpenCV提供了一些特征提取的算法，比如SIFT（Scale-Invariant Feature Transform）和SURF（Speeded Up Robust Features）。在这里，我们选择使用SIFT算法。

sift = cv2.xfeatures2d.SIFT_create()

然后，我们对两张图片分别计算特征点和特征描述。

keypoints1, descriptors1 = sift.detectAndCompute(image1, None)

keypoints2, descriptors2 = sift.detectAndCompute(image2, None)

接着，我们需要进行特征匹配。OpenCV提供了一些特征匹配的算法，比如FLANN（Fast Approximate Nearest Neighbor Search）和BFMatcher（Brute-Force Matcher）。在这里，我们选择使用FLANN算法。

FLANN_INDEX_KDTREE = 0

index_params = dict(algorithm=FLANN_INDEX_KDTREE, trees=5)

search_params = dict(checks=50)

flann = cv2.FlannBasedMatcher(index_params, search_params)

matches = flann.knnMatch(descriptors1, descriptors2, k=2)

然后，我们需要筛选出好的匹配点，即进行一些匹配点的筛选和剔除。

good_matches = []

for m, n in matches:

if m.distance < 0.7 * n.distance:

good_matches.append(m)

接下来，我们通过特征点的坐标计算出两张图片的变换关系，即通过RANSAC算法计算出一个最佳的单应性矩阵。

src_pts = np.float32([keypoints1[m.queryIdx].pt for m in good_matches]).reshape(-1, 1, 2)

dst_pts = np.float32([keypoints2[m.trainIdx].pt for m in good_matches]).reshape(-1, 1, 2)

M, mask = cv2.findHomography(src_pts, dst_pts, cv2.RANSAC, 5.0)

然后，我们可以利用得到的变换关系对第一张图片进行变换操作，使得它与第二张图片对齐。

aligned_image = cv2.warpPerspective(image1, M, (image2.shape[1], image2.shape[0]))

最后，我们可以将对齐后的图片保存下来。

cv2.imwrite('aligned_image.jpg', aligned_image)

通过上述的步骤，我们就可以使用OpenCV对齐两张图片了。当然，这只是一个简单的示例，实际应用中还需要考虑一些额外的因素，比如图像的旋转、平移等等。但是，通过OpenCV提供的丰富的功能和工具，我们可以更加灵活和高效地进行图像对齐的操作。

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