python光流法计算f矩阵

时间: 2023-08-14 16:35:03 浏览: 45
计算F矩阵,也称基础矩阵,是光流法中的一个重要步骤,通过计算图像中对应点的运动矢量,可以得到图像中物体的运动信息。下面是一种基于Python的计算F矩阵的方法: 1. 获取图像中对应点的特征点,可以使用SIFT、SURF等算法进行特征点检测和匹配。 2. 对于每对匹配的特征点,根据它们在两幅图像中的位置计算它们之间的运动矢量。 3. 使用这些运动矢量来计算F矩阵,可以使用OpenCV中的`cv2.findFundamentalMat()`函数进行计算。 4. 计算完成后,可以使用`cv2.stereoRectifyUncalibrated()`函数对F矩阵进行修正,得到更精确的运动信息。 下面是一个简单的代码示例: ``` import cv2 # 获取特征点 sift = cv2.SIFT_create() kp1, des1 = sift.detectAndCompute(img1, None) kp2, des2 = sift.detectAndCompute(img2, None) # 匹配特征点 bf = cv2.BFMatcher() matches = bf.knnMatch(des1, des2, k=2) # 计算运动矢量 good = [] for m, n in matches: if m.distance < 0.75 * n.distance: good.append(m) pts1 = np.float32([kp1[m.queryIdx].pt for m in good]).reshape(-1, 1, 2) pts2 = np.float32([kp2[m.trainIdx].pt for m in good]).reshape(-1, 1, 2) F, mask = cv2.findFundamentalMat(pts1, pts2, cv2.FM_RANSAC) # 修正F矩阵 h1, w1 = img1.shape[:2] h2, w2 = img2.shape[:2] _, H1, H2 = cv2.stereoRectifyUncalibrated(pts1, pts2, F, (w1, h1)) ```

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改进下面代码使其输出特征连线图和拼接图import cv2 import numpy as np #加载两张需要拼接的图片: img1 = cv2.imread('men3.jpg') img2 = cv2.imread('men4.jpg') #将两张图片转换为灰度图像: gray1 = cv2.cvtColor(img1, cv2.COLOR_BGR2GRAY) gray2 = cv2.cvtColor(img2, cv2.COLOR_BGR2GRAY) #使用Shi-Tomasi角点检测器找到两张图片中的特征点: # 设定Shi-Tomasi角点检测器的参数 feature_params = dict(maxCorners=100, qualityLevel=0.3, minDistance=7, blockSize=7) # 检测特征点 p1 = cv2.goodFeaturesToTrack(gray1, **feature_params) p2 = cv2.goodFeaturesToTrack(gray2, **feature_params) #使用Lucas-Kanade光流法计算特征点的移动向量: # 设定Lucas-Kanade光流法的参数 lk_params = dict(winSize=(15, 15), maxLevel=2, criteria=(cv2.TERM_CRITERIA_EPS | cv2.TERM_CRITERIA_COUNT, 10, 0.03)) # 计算特征点的移动向量 p1, st, err = cv2.calcOpticalFlowPyrLK(gray1, gray2, p1, None, **lk_params) p2, st, err = cv2.calcOpticalFlowPyrLK(gray2, gray1, p2, None, **lk_params) #计算两张图片的变换矩阵: # 使用RANSAC算法计算变换矩阵 M, mask = cv2.findHomography(p1, p2, cv2.RANSAC, 5.0) #将两张图片拼接成一张: # 计算拼接后的图像大小 h, w = img1.shape[:2] pts = np.array([[0, 0], [0, h - 1], [w - 1, h - 1], [w - 1, 0]], dtype=np.float32).reshape(-1, 1, 2) dst = cv2.perspectiveTransform(pts, M) xmin, ymin = np.int32(dst.min(axis=0).ravel() - 0.5) xmax, ymax = np.int32(dst.max(axis=0).ravel() + 0.5) tx, ty = -xmin, -ymin H, W = xmax - xmin, ymax - ymin # 计算拼接后的图像 timg = np.zeros((H, W, 3), dtype=np.uint8) timg[ty:ty + h, tx:tx + w] = img1 new_p2 = cv2.perspectiveTransform(p2, M) timg = cv2.polylines(timg, [np.int32(new_p2 + (tx, ty))], True, (0, 255, 255), 1, cv2.LINE_AA)

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