使用 OpenCV 描述符与 findFundamentalMat 匹配

Question

我之前发布了有关同一程序的问题，但没有收到答案。我已经纠正了当时遇到的问题，但又面临新的问题。

基本上，我使用未校准的方法自动校正立体图像对的旋转和平移。我使用 SURF 等特征检测算法来查找两个图像（左右立体图像对）中的点，然后再次使用 SURF 匹配两个图像之间的点。然后，我需要使用这些匹配点来找到可用于校正图像的基本矩阵。

我的问题是这样的。我的匹配点存储在描述符匹配的单个向量中，然后过滤异常值。 findFundamentalMat 将两个单独的匹配点数组作为输入。我不知道如何从向量转换为两个单独的数组。

cout << "< Matching descriptors..." << endl;
vector<DMatch> filteredMatches;
crossCheckMatching( descriptorMatcher, descriptors1, descriptors2, filteredMatches, 1 );
cout << filteredMatches.size() << " matches" << endl << ">" << endl;

矢量已创建。

void crossCheckMatching( Ptr<DescriptorMatcher>& descriptorMatcher,
                         const Mat& descriptors1, const Mat& descriptors2,
                         vector<DMatch>& filteredMatches12, int knn=1 )
{
    filteredMatches12.clear();
    vector<vector<DMatch> > matches12, matches21;
    descriptorMatcher->knnMatch( descriptors1, descriptors2, matches12, knn );
    descriptorMatcher->knnMatch( descriptors2, descriptors1, matches21, knn );
    for( size_t m = 0; m < matches12.size(); m++ )
    {
        bool findCrossCheck = false;
        for( size_t fk = 0; fk < matches12[m].size(); fk++ )
        {
            DMatch forward = matches12[m][fk];

            for( size_t bk = 0; bk < matches21[forward.trainIdx].size(); bk++ )
            {
                DMatch backward = matches21[forward.trainIdx][bk];
                if( backward.trainIdx == forward.queryIdx )
                {
                    filteredMatches12.push_back(forward);
                    findCrossCheck = true;
                    break;
                }
            }
            if( findCrossCheck ) break;
        }
    }
}

匹配项经过交叉检查并存储在filteredMatches 中。

cout << "< Computing homography (RANSAC)..." << endl;
vector<Point2f> points1; KeyPoint::convert(keypoints1, points1, queryIdxs);
vector<Point2f> points2; KeyPoint::convert(keypoints2, points2, trainIdxs);
H12 = findHomography( Mat(points1), Mat(points2), CV_RANSAC, ransacReprojThreshold );
cout << ">" << endl;

单应性是根据运行时在命令提示符中设置的阈值找到的。

//Mat drawImg;
if( !H12.empty() ) // filter outliers
{
    vector<char> matchesMask( filteredMatches.size(), 0 );
    vector<Point2f> points1; KeyPoint::convert(keypoints1, points1, queryIdxs);
    vector<Point2f> points2; KeyPoint::convert(keypoints2, points2, trainIdxs);
    Mat points1t; perspectiveTransform(Mat(points1), points1t, H12);
    for( size_t i1 = 0; i1 < points1.size(); i1++ )
    {
        if( norm(points2[i1] - points1t.at<Point2f>((int)i1,0)) < 4 ) // inlier
            matchesMask[i1] = 1;
    }
    /* draw inliers
    drawMatches( leftImg, keypoints1, rightImg, keypoints2, filteredMatches, drawImg, CV_RGB(0, 255, 0), CV_RGB(0, 0, 255), matchesMask, 2 ); */
}

进一步过滤匹配项以删除异常值。

……然后呢？如何将剩下的内容分成两个 Mat 的匹配点以在 findFundamentalMat 中使用？

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我现在已经使用我的掩码来制作 FinalMatches 向量（这取代了上面的最终过滤程序）：

Mat drawImg;
if( !H12.empty() ) // filter outliers
{
    size_t i1;
    vector<char> matchesMask( filteredMatches.size(), 0 );
    vector<Point2f> points1; KeyPoint::convert(keypoints1, points1, queryIdxs);
    vector<Point2f> points2; KeyPoint::convert(keypoints2, points2, trainIdxs);
    Mat points1t; perspectiveTransform(Mat(points1), points1t, H12);
    for( i1 = 0; i1 < points1.size(); i1++ )
    {
        if( norm(points2[i1] - points1t.at<Point2f>((int)i1,0)) < 4 ) // inlier
            matchesMask[i1] = 1;
    }
    for( i1 = 0; i1 < filteredMatches.size(); i1++ )
    {
        if ( matchesMask[i1] == 1 )
            finalMatches.push_back(filteredMatches[i1]);
    }
    namedWindow("matches", 1);
    // draw inliers
    drawMatches( leftImg, keypoints1, rightImg, keypoints2, filteredMatches, drawImg, CV_RGB(0, 255, 0), CV_RGB(0, 0, 255), matchesMask, 2 );
    imshow("matches", drawImg);
}

但是我仍然不知道如何将我的 FinalMatches DMatch 向量分割成 Mat 数组，我需要将其输入到 findFundamentalMat 中，请帮助！！！

编辑

工作（某种）解决方案：

Mat drawImg;
vector<Point2f> finalPoints1;
vector<Point2f> finalPoints2;
if( !H12.empty() ) // filter outliers
{
    size_t i, idx;
    vector<char> matchesMask( filteredMatches.size(), 0 );
    vector<Point2f> points1; KeyPoint::convert(keypoints1, points1, queryIdxs);
    vector<Point2f> points2; KeyPoint::convert(keypoints2, points2, trainIdxs);
    Mat points1t; perspectiveTransform(Mat(points1), points1t, H12);

    for( i = 0; i < points1.size(); i++ )
    {
        if( norm(points2[i] - points1t.at<Point2f>((int)i,0)) < 4 ) // inlier
            matchesMask[i] = 1;
    }

    for ( idx = 0; idx < filteredMatches.size(); idx++)
    {
        if ( matchesMask[idx] == 1 ) {
            finalPoints1.push_back(keypoints1[filteredMatches[idx].queryIdx].pt);
            finalPoints2.push_back(keypoints2[filteredMatches[idx].trainIdx].pt);
        }
    }    

    namedWindow("matches", 0);
    // draw inliers
    drawMatches( leftImg, keypoints1, rightImg, keypoints2, filteredMatches, drawImg, CV_RGB(0, 255, 0), CV_RGB(0, 0, 255), matchesMask, 2 );
    imshow("matches", drawImg);
}

然后我将 FinalPoints1 和 FinalPoints2 作为 Mat 的输入到 findFundamentalMat 中。现在我唯一的问题是我的输出远没有达到预期，图像全部搞砸了：-/

Answer 1

您的匹配数组是描述符数组的偏移量。由于每个描述符都有一个相应的关键点，因此您可以简单地从索引迭代并构建两个关键点数组。然后可以将这些关键点输入到 findFundamentalMat 中。

编辑：

我相信你的错误是在生成 FinalMatches 时丢失了信息。向量filteredMatches 已重载。 matchesMask 为 1 的索引显示关键点 1 的索引，而 FinalMatches 中存储的索引是关键点 2 的索引。通过深入了解 FinalMatches，您实际上会丢失第一组索引。

尝试以下操作：

使用一个循环来计算有多少实际匹配项：

int num_matches = 0;
for( int idx = 0; idx < matchesMask.size(); idx++ )
{
    if ( matchesMask[idx] == 1 )
        num_matches++;
}

现在声明正确大小的 CvMats：

matched_points1  = cvCreateMat(2,numPoints,CV_32F);
matched_points2  = cvCreateMat(2,numPoints,CV_32F);

现在迭代过滤的匹配项并插入：（确切的语法可能有所不同，您明白了）

offset = 0;
for (int idx = 0; idx < matchesMask.size(); idx++)
{
    if ( matchesMask[idx] == 1 ) {
        matched_points1[2*offset] = keypoints1[idx].pt.x;
        matched_points1[2*offset+1] = keypoints1[idx].pt.y;
        matched_points2[2*offset] = keypoints2[filteredMatches[idx]].pt.x;
        matched_points2[2*offset+1] = keypoints2[filteredMatches[idx]].pt.y;
        offset++;
    }
}