OpenCV 实现多张图像拼接

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图像拼接Stitch模块算法流程与代码使用介绍

拼接算法

OpenCV中从2.4.x版本之后多出来一个新的模型 图像拼接,该模块通过简单的高级API设置,可以获得比较好的图像拼接效果,OpenCV官方提供了一个高度集成的API函数 Stitcher,只要两行代码就可以得到一个很好的拼接图像。

Ptr<Stitcher> stitcher = Stitcher::create(mode);
Stitcher::Status status = stitcher->stitch(imgs, pano);

其中第一行代码是创建拼接Stitcher的指针,第二行代码是调用拼接算法,

  • imgs表示的输入参数,是一系列Mat对象的vector。
  • pano表示的输出结果,是拼接之后的Mat对象

官方的例子得到效果是非常的好,输入的images如下:

拼接结果如下:

但是很多人按照官方的例子开始拼接自己的图像,就是各种掉坑,各种拼接都不出结果,想跟跟上面一样简单的调用两句代码完成几乎是个梦,其实这个API里面有很多参数设置,这个在官方的演示当中都没有详细交代,stitching拼接算法 流程图示如下:

可见图像拼接是一个很复杂的算法,是由一系列的基础算法构成,这些基础算法如果你不是很了解,其实很难实现自己的图像拼接,这其中影响拼接算法stitch工作最常见几个算法子模块为:

  • 特征发现与描述子 常见的特征可以选择SIFT、SURF、AKAZE、ORB等特征算子进行匹配
  • 相机参数 不同的相机参数与设置会导致不同的结果
  • 融合方式(blender) 不同的融合方式,也会导致不同结果
  • 各种阈值设置,特别是config threshold,如果无法特征匹配,记得把这个阈值调小点

其它参数可以如何设置可以参考OpenCV的官方文档,总之无法拼接就去调参数,一般最后都会拼接成功,此外该算法速度比较慢,但是支持GPU执行,所以想要实时的可以尝试如何GPU下执行,我这里没有尝试 ,谁尝试过的可以留言分享,我负责置顶。

代码演示

另外在拼接的时候可以设置不同warper,这样会对拼接之后的图像生成不同效果,常见的效果包括

  • 鱼眼相机
  • 环视(平面曲翘)
  • 默认

图示分别如下:

演示代码如下:

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

int main(int argc, char** argv) {
    vector<string> files;
    glob("D:/images/zsxq/1", files);
    vector<Mat> images;
    for (int i = 0; i < files.size(); i++) {
        printf("image file : %s \n", files[i].c_str());
        images.push_back(imread(files[i]));
    }

    // 设置拼接模式与参数
    Mat result1, result2, result3;
    Stitcher::Mode mode = Stitcher::PANORAMA;
    Ptr<Stitcher> stitcher = Stitcher::create(mode);

    // 拼接方式-多通道融合
    auto blender = detail::Blender::createDefault(detail::Blender::MULTI_BAND);
    stitcher->setBlender(blender);

    // 拼接
    Stitcher::Status status = stitcher->stitch(images, result1);

    // 平面曲翘拼接
    auto plane_warper = makePtr<cv::PlaneWarper>();
    stitcher->setWarper(plane_warper);
    status = stitcher->stitch(images, result2);

    // 鱼眼拼接
    auto fisheye_warper = makePtr<cv::FisheyeWarper>();
    stitcher->setWarper(fisheye_warper);
    status = stitcher->stitch(images, result3);

    // 检查返回
    if (status != Stitcher::OK)
    {
        cout << "Can't stitch images, error code = " << int(status) << endl;
        return EXIT_FAILURE;
    }
    imwrite("D:/result1.png", result1);
    imwrite("D:/result2.png", result2);
    imwrite("D:/result3.png", result3);

    waitKey(0);
    return 0;
}

注意:一起运行速度比较慢!是真的比较慢!

原文发布于微信公众号 - 机器视觉CV(Unfinished_coder)

原文发表时间:2019-10-09

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