使用经RANSAC过滤的SIFT匹配来计算仿射变换。 %蓝色:离群点;橙色:内点;红色:变换后模板的边界。 %(注意)从此时起,您不能再使用VLFeat提供的任何函数。 %可以使用仿射变换通过RANSAC过滤嘈杂的SIFT匹配,如图3所示。 %输入:x1和x2是对应集(n×2矩阵)。ransac_thr和ransac_iter是RANSAC的误差阈值和迭代次数。 %输出:3×3仿射变换。 %描述:仿射变换将x1变换为x2,即x2 = Ax1。 %您可以可视化内点和变换后模板的边界以验证您的实现。
时间: 2024-03-24 11:35:42 浏览: 50
好的,以下是使用经RANSAC过滤的SIFT匹配来计算仿射变换的MATLAB代码,同时将内点和离群点可视化:
```matlab
% 读取图像
I1 = imread('image1.jpg');
I2 = imread('image2.jpg');
% 计算SIFT特征
[f1, d1] = vl_sift(single(rgb2gray(I1)));
[f2, d2] = vl_sift(single(rgb2gray(I2)));
% 特征匹配
[matches, scores] = vl_ubcmatch(d1, d2);
X1 = f1(1:2, matches(1,:))';
X2 = f2(1:2, matches(2,:))';
% 使用RANSAC过滤噪声点
ransac_thr = 10; % RANSAC误差阈值
ransac_iter = 1000; % RANSAC迭代次数
A = ransac_affine(X1, X2, ransac_thr, ransac_iter);
% 可视化结果
figure;
showMatchedFeatures(I1, I2, X1, X2,'montage');
title('All Matches');
figure;
inlierIdx = find(inlier(X1, X2, A, ransac_thr));
outlierIdx = find(~inlier(X1, X2, A, ransac_thr));
showMatchedFeatures(I1, I2, X1(inlierIdx,:), X2(inlierIdx,:),'montage');
title('Inlier Matches');
figure;
showMatchedFeatures(I1, I2, X1(outlierIdx,:), X2(outlierIdx,:),'montage');
title('Outlier Matches');
figure;
J = warp_affine(I1, A);
imshowpair(J, I2, 'blend');
title('Warped Image');
```
在上面的代码中,我们首先使用`vl_sift`函数计算了两个图像的SIFT特征。然后,我们使用`vl_ubcmatch`函数计算这些特征之间的匹配。接下来,我们使用自己实现的`ransac_affine`函数,使用RANSAC过滤噪声点并计算仿射变换。最后,我们使用`showMatchedFeatures`函数和`imshowpair`函数可视化结果,以查看内点和离群点的分布以及变换后的图像。
您需要自己实现`ransac_affine`函数和`inlier`函数,以下是参考实现:
```matlab
function A = ransac_affine(x1, x2, thr, iter)
% 使用RANSAC过滤噪声点并计算仿射变换
% 输入:x1和x2是对应集(n×2矩阵)。thr和iter是RANSAC的误差阈值和迭代次数。
% 输出:3×3仿射变换。
n = size(x1, 1);
best_inliers = [];
best_A = eye(3);
for i = 1:iter
% 随机选择3个点进行拟合
idx = randperm(n, 3);
P1 = [x1(idx, :), ones(3, 1)];
P2 = [x2(idx, :), ones(3, 1)];
% 计算仿射变换
A = P2 / P1;
% 计算误差
x1h = [x1, ones(n, 1)];
x2h = [x2, ones(n, 1)];
err = sum((x2h - x1h*A).^2, 2);
% 记录当前的内点
inliers = find(err < thr);
% 如果当前内点数大于历史最优解,则更新最优解
if length(inliers) > length(best_inliers)
best_inliers = inliers;
best_A = A;
end
end
A = best_A;
end
function b = inlier(x1, x2, A, thr)
% 判断点对是否为内点
% 输入:x1和x2是对应集(n×2矩阵)。A是仿射变换矩阵。thr是误差阈值。
% 输出:布尔数组,表示对应点对是否为内点。
n = size(x1, 1);
x1h = [x1, ones(n, 1)];
x2h = [x2, ones(n, 1)];
err = sum((x2h - x1h*A).^2, 2);
b = err < thr;
end
```
在上面的代码中,`ransac_affine`函数实现了使用RANSAC过滤噪声点并计算仿射变换的主要逻辑。它首先随机选择3个点进行拟合,计算仿射变换,并计算所有点的误差。然后,它记录当前的内点,并在迭代过程中不断更新最优解。最终,它返回最优的仿射变换矩阵。
`inlier`函数用于判断点对是否为内点。它计算每个点对的误差,并将误差小于阈值的点对视为内点。
我们还实现了`warp_affine`函数,该函数用于将一个图像进行仿射变换。以下是`warp_affine`函数的参考实现:
```matlab
function J = warp_affine(I, A)
% 将图像进行仿射变换
% 输入:I是原图像。A是仿射变换矩阵。
% 输出:变换后的图像。
tform = affine2d(A');
J = imwarp(I, tform, 'OutputView', imref2d(size(I)));
end
```
在上面的代码中,我们首先使用`affine2d`函数将仿射变换矩阵转换为仿射变换对象。然后,我们使用`imwarp`函数对原始图像进行仿射变换,并指定输出图像的大小与原始图像相同。
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