【OpenCV-Python】28.OpenCV的特征检测——特征点检测

28.OpenCV的特征检测——特征点检测

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前言

  特征点是图像中具有唯一性的像素，也称兴趣点或者关键点。角是特殊的特征点。

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一、FAST特征检测

  FAST特征检测器主要根据像素周围16个像素的强度和阈值等参数来判断像素点是否为关键点。
  在OpenCV中可调用cv2.FastFeatureDetector_create()函数创建一个FAST对象，然后调用FAST对象的detect()方法执行关键点检测，该方法将返回一个关键点列表。每个关键点对象均包含了关键点的角度、坐标、响应强度和领域大小等信息。

import cv2

img = cv2.imread("cube.jpg")
cv2.imshow("Cube", img)

fast = cv2.FastFeatureDetector_create()      						# 创建FAST检测器
kp = fast.detect(img, None)                  						# 检测关键点，不使用掩膜
img2 = cv2.drawKeypoints(img, kp, None, color=(0, 0, 255))
cv2.imshow("FAST point", img2)

fast.setThreshold(20)
kp = fast.detect(img, None)
n = 0
for p in kp:
    print("第%s个关键点，坐标："%(n+1), p.pt, "相应强度：", p.response, "领域大小：", p.size,"角度：", p.angle)
    n += 1
    
img3 = cv2.drawKeypoints(img, kp, None, color=(0, 0, 255))
cv2.imshow("Threshold_20", img3)

cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

  运行结果如图所示，中间图为FAST对象使用默认阈值(10)时检测到的关键点，右图是阈值设置为20时检测到的关键点，可以看到阈值越大，返回的关键点数量越少。

  程序输出了设置阈值为20后返回的关键点信息，FAST算法返回的关键点的响应强度值代表了该点属于角的概率，响应强度值越大，该点越有可能属于角。

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二、SIFT特征检测

  图像中的角具有旋转不变性，即旋转图像时角不会发生变化，但在放大或缩小图像时，角可能发生变化。
  SIFT是指尺度不变特征变换，SIFT算法用于查找图像中的尺度不变特征，返回图像中的关键点。
  OpenCV提供的cv2.SIFT_create()函数用于创建SIFT对象，然后调用SIFT对象的detect()方法执行SIFT算法检测关键点。

import cv2

img = cv2.imread("five.jpg")
cv2.imshow("Five", img)

gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
sift = cv2.SIFT_create()
kp = sift.detect(gray, None)
img2 = cv2.drawKeypoints(img, kp, None, flags = cv2.DRAW_MATCHES_FLAGS_DRAW_RICH_KEYPOINTS)
cv2.imshow("SIFT points", img2)

cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

  在绘制关键点时，将cv2.drawKeypoints中的flags参数设置为cv2.DRAW_MATCHES_FLAGS_DRAW_RICH_KEYPOINTS时，可以根据不同响应强度值在关键点位置绘制大小不同的圆，并可同时标注方向。

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三、ORB特征检测

  ORB特征检测是以FAST特征检测器和BRIEF描述符为基础进行了改进，以获得更好的特征检测性能。
  OpenCV提供的cv2.ORB_create()函数用于创建ORB对象，然后调用ORB对象的detect()方法执行ORB算法检测关键点。

import cv2

img = cv2.imread("cube.jpg")
cv2.imshow("Cube", img)

orb = cv2.ORB_create()
kp = orb.detect(img, None)
img2 = cv2.drawKeypoints(img, kp, None, color=(0, 0, 255))
cv2.imshow("ORB points", img2)

cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

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四、OpenCV-Python资源下载

OpenCV-Python测试用图片、中文官方文档、opencv-4.5.4源码

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总结

  以上内容介绍了OpenCV-Python特征检测中的特征点检测，有关Python、数据科学、人工智能等文章后续会不定期发布，请大家多多关注，一键三连哟(●’◡’●)。