• VL_FEAT——图像处理函数库


      这几天在看特征提取、匹配及最后误匹配点对剔除的资料,无意中发现了这个图像处理函数库——VL_FEAT

      主页网址是:http://www.vlfeat.org/。有兴趣的朋友可以访问并进行学习、研究。

      上网查了一些资料,中文资料讲述详细地不多,这里做一个简单的介绍。

      VL_FEAT库中包含了很多用C编写的图像处理函数,配置、安装好后可以直接调用(类似于OpenCV)。

      除了在C++中可以配置外,同时也提供了Matlab接口。

      在以上提供的网址中可以下载各种版本的VL_FEAT,本人用的是VLFeat 0.9.16 (Windows, Mac, Linux),即目前最新的版本。

      1、运用VL_FEAT中的vl_sift、vl_ubcmatchMatlab环境运行的例子,功能是进行两幅图像的拼接:

      本人设置下面提到的根路劲root为     "F:\3D_Reconstruction\Ref_code\sift_mosaic\vlfeat-0.9.16"

      vlfeat-0.9.16 为下载后解压的文件存储名。

      1 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
      2 %%%%%%%%%两幅图的匹配
      3 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
      4 function mosaic = sift_mosaic(im1, im2)
      5 run('root\toolbox\vl_setup');
      6 if nargin == 0
      7   im1 = imread('river1.jpg') ;  %图像目录及名称根据实际情况进行更改
      8   im2 = imread('river2.jpg') ;
      9 end
     10 % make single,every value chahged to its percent of 255
     11 im1 = im2single(im1) ;
     12 im2 = im2single(im2) ;
     13 % make grayscale
     14 if size(im1,3) > 1, im1g = rgb2gray(im1) ; else im1g = im1 ; end
     15 if size(im2,3) > 1, im2g = rgb2gray(im2) ; else im2g = im2 ; end
     16 % --------------------------------------------------------------------
     17 %                                                         SIFT matches
     18 % --------------------------------------------------------------------
     19 [f1,d1] = vl_sift(im1g) ;  %图像特征点的提取,f1,d1分别代表特征点坐标及对象描述子
     20 [f2,d2] = vl_sift(im2g) ;
     21 [matches, scores] = vl_ubcmatch(d1,d2) ;   %对上述提取的特征点进行匹配
     22 numMatches = size(matches,2) ;
     23 X1 = f1(1:2,matches(1,:)) ; X1(3,:) = 1 ;
     24 X2 = f2(1:2,matches(2,:)) ; X2(3,:) = 1 ;
     25 % --------------------------------------------------------------------
     26 %                   RANSAC with homography model
     27 % --------------------------------------------------------------------
     28 clear H score ok ;
     29 for t = 1:100   % 迭代100次,每次进行比较,最后选择最佳的H
     30   % estimate homograpyh
     31   subset = vl_colsubset(1:numMatches, 4) ;
     32   A = [] ;
     33   for i = subset
     34     A = cat(1, A, kron(X1(:,i)', vl_hat(X2(:,i)))) ;
     35   end
     36   [U,S,V] = svd(A) ;
     37   H{t} = reshape(V(:,9),3,3) ;
     38   % score homography
     39   X2_ = H{t} * X1 ;
     40   du = X2_(1,:)./X2_(3,:) - X2(1,:)./X2(3,:) ;
     41   dv = X2_(2,:)./X2_(3,:) - X2(2,:)./X2(3,:) ;
     42   ok{t} = (du.*du + dv.*dv) < 6*6 ;
     43   score(t) = sum(ok{t}) ;
     44 end
     45 [score, best] = max(score) ;
     46 H = H{best} ;
     47 ok = ok{best} ;
     48 % --------------------------------------------------------------------
     49 %                          Optional refinement
     50 % --------------------------------------------------------------------
     51 function err = residual(H)
     52  u = H(1) * X1(1,ok) + H(4) * X1(2,ok) + H(7) ;
     53  v = H(2) * X1(1,ok) + H(5) * X1(2,ok) + H(8) ;
     54  d = H(3) * X1(1,ok) + H(6) * X1(2,ok) + 1 ;
     55  du = X2(1,ok) - u ./ d ;
     56  dv = X2(2,ok) - v ./ d ;
     57  err = sum(du.*du + dv.*dv) ;
     58 end
     59 if exist('fminsearch') == 2
     60   H = H / H(3,3) ;
     61   opts = optimset('Display', 'none', 'TolFun', 1e-8, 'TolX', 1e-8) ;
     62   H(1:8) = fminsearch(@residual, H(1:8)', opts) ;
     63 else
     64   warning('Refinement disabled as fminsearch was not found.') ;
     65 end
     66 % --------------------------------------------------------------------
     67 %                                                         Show matches
     68 % --------------------------------------------------------------------
     69 dh1 = max(size(im2,1)-size(im1,1),0) ;
     70 dh2 = max(size(im1,1)-size(im2,1),0) ;
     71 figure(1) ; clf ;
     72 subplot(2,1,1) ;
     73 imagesc([padarray(im1,dh1,'post') padarray(im2,dh2,'post')]) ;
     74 o = size(im1,2) ;
     75 line([f1(1,matches(1,:));f2(1,matches(2,:))+o], ...
     76      [f1(2,matches(1,:));f2(2,matches(2,:))]) ;
     77 title(sprintf('%d tentative matches', numMatches)) ;
     78 axis image off ;
     79 subplot(2,1,2) ;
     80 imagesc([padarray(im1,dh1,'post') padarray(im2,dh2,'post')]) ;
     81 o = size(im1,2) ;
     82 line([f1(1,matches(1,ok));f2(1,matches(2,ok))+o], ...
     83      [f1(2,matches(1,ok));f2(2,matches(2,ok))]) ;
     84 title(sprintf('%d (%.2f%%) inliner matches out of %d', ...
     85               sum(ok), ...
     86               100*sum(ok)/numMatches, ...
     87               numMatches)) ;
     88 axis image off ;
     89 drawnow ;
     90 % --------------------------------------------------------------------
     91 %                               Mosaic
     92 % --------------------------------------------------------------------
     93 box2 = [1  size(im2,2) size(im2,2)  1 ;
     94         1  1           size(im2,1)  size(im2,1) ;
     95         1  1           1            1 ] ;
     96 box2_ = inv(H) * box2 ;
     97 box2_(1,:) = box2_(1,:) ./ box2_(3,:) ;
     98 box2_(2,:) = box2_(2,:) ./ box2_(3,:) ;
     99 ur = min([1 box2_(1,:)]):max([size(im1,2) box2_(1,:)]) ;
    100 vr = min([1 box2_(2,:)]):max([size(im1,1) box2_(2,:)]) ;
    101 [u,v] = meshgrid(ur,vr) ;
    102 im1_ = vl_imwbackward(im2double(im1),u,v) ;
    103 z_ = H(3,1) * u + H(3,2) * v + H(3,3) ;
    104 u_ = (H(1,1) * u + H(1,2) * v + H(1,3)) ./ z_ ;
    105 v_ = (H(2,1) * u + H(2,2) * v + H(2,3)) ./ z_ ;
    106 im2_ = vl_imwbackward(im2double(im2),u_,v_) ;
    107 mass = ~isnan(im1_) + ~isnan(im2_) ;
    108 im1_(isnan(im1_)) = 0 ;
    109 im2_(isnan(im2_)) = 0 ;
    110 mosaic = (im1_ + im2_) ./ mass ;
    111 figure(2) ; clf ;
    112 imagesc(mosaic) ; axis image off ;
    113 title('Mosaic') ;
    114 if nargout == 0, clear mosaic ; end
    115 end

      

      2、VS2010中某个项目配置VL_FEAT,并建立.cpp文件运行输出"HELLO VL_FEAT!"

      可以先在系统环境中添加path变量: root

      新建一个空项目vl_feat_test,点击并获得属性对话框,配置步骤如下:

        (1)在C/C++ -> 常规,右侧的附加包含目录下添加上面提到的  root 

        (2)在链接器 -> 常规,右侧的附加库目录下添加 root/bin/win32

        (3)在链接器 -> 输入,右侧的附加依赖项下添加 vl.lib

      .cpp文件如下:

     1 #include <iostream>
     2 
     3 using namespace std;
     4 
     5 extern "C"
     6 {
     7     #include <vl/generic.h>
     8     #include <vl/stringop.h>
     9     #include <vl/pgm.h>
    10     #include <vl/sift.h>
    11     #include <vl/getopt_long.h>
    12 };
    13 
    14 int main()
    15 {
    16     VL_PRINTF("HELLO VL_FEAT!\n");   //vl_feat中的输出语句
    17     getchar();
    18 
    19     return 0;
    20 }

    `直接编译、运行即可。
    不要让青春留下太多遗憾,专注
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