OpenCV——Harris角点检测

一、Harris角点检测

   角点原理来源于人对角点的感性判断，即图像在各个方向灰度有明显变化。算法的核心是利用局部窗口在图像上进行移动判断灰度发生较大的变化，所以此窗口用于计算图像的灰度变化为：[-1,0,1;-1,0,1;-1,0,1][-1,-1,-1;0,0,0;1,1,1]。人各个方向上移动这个特征的小窗口，如图3中窗口内区域的灰度发生了较大的变化，那么就认为在窗口内遇到了角点。如图1中，窗口内图像的灰度没有发生变化，那么窗口内就不存在角点；如果窗口在某一个方向移动时，窗口内图像的灰度发生了较大的变化，而在另一些方向上没有发生变化，那么，窗口内的图像可能就是一条直线的线段。

关于Harris角点的更多理论介绍见：Harris角点、Harris角点检测原理详解、Harris角点算法。

二、C++代码

#include
#include 

using namespace cv;
using namespace std;

int main()
{
	Mat img = imread("1.jpg", IMREAD_COLOR);
	if (!img.data)
	{
		cout << "读取图像错误，请确认图像文件是否正确" << endl;
		return -1;
	}

	//转成灰度图像
	Mat gray;
	cvtColor(img, gray, COLOR_BGR2GRAY);
	//计算Harris系数
	Mat harris;
	int blockSize = 2;     // 邻域半径
	int apertureSize = 3;  // 邻域大小
	cornerHarris(gray, harris, blockSize, apertureSize, 0.04);
	//归一化便于进行数值比较和结果显示
	Mat harrisn;
	normalize(harris, harrisn, 0, 255, NORM_MINMAX);
	//将图像的数据类型变成CV_8U
	convertScaleAbs(harrisn, harrisn);
	//寻找Harris角点
	vector<KeyPoint> keyPoints;
	for (int row = 0; row < harrisn.rows; row++)
	{
		for (int col = 0; col < harrisn.cols; col++)
		{
			int R = harrisn.at<uchar>(row, col);
			if (R > 125)
			{
				//向角点存入KeyPoint中
				KeyPoint keyPoint;
				keyPoint.pt.y = row;
				keyPoint.pt.x = col;
				keyPoints.push_back(keyPoint);
			}
		}
	}

	//绘制角点与显示结果
	drawKeypoints(img, keyPoints, img);
	imshow("系数矩阵", harrisn);
	//namedWindow("Harris角点", cv::WINDOW_NORMAL); // 图像窗口函数
	imshow("Harris角点", img);
	waitKey(0);
	return 0;
}

三、python代码

import cv2
import numpy as np

# 读入图像并转化为float类型，用于传递给harris函数

img = cv2.imread("1.jpg")
gray_img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
gray_img = np.float32(gray_img)
# 对图像执行harris
blockSize = 2     # 邻域半径
apertureSize = 3  # 邻域大小
Harris_detector = cv2.cornerHarris(gray_img, blockSize, apertureSize, 0.04)
# 腐蚀harris结果
dst = cv2.dilate(Harris_detector, None)
# 设置阈值
thres = 0.01 * dst.max()
img[dst > thres] = [255, 0, 0]
cv2.imshow('show', img)
cv2.waitKey()

四、结果展示

1、原始图像

2、Harris角点