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C#+EmguCV中SURF算法的实现

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发表于 2014-8-13 23:21:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 sunsky 于 2014-8-13 23:26 编辑

EmguCV的官方网站上的例子中,有SURF算法的实现,其实现的时候利用的GPU的加速,看着比较复杂。此外,官网上例子的实现并没有做界面,看着不舒服,加载图片也不是很方便,因此,为了学习,我将官网上的例子进行了修改,去掉了GPU加速的部分,然后在做了显示界面,操作起来更友好些。
我是在Vs2012下使用2.9Alpha版本的EmgucV做的。
首先显示界面如下图所示,显示界面是两个窗体,第一个如下:
06.jpg
窗体上有两个PictureBox控件,一个用来显示待匹配的源图像,一个用来显示匹配的目标图像。然后相对应的有三个Button控件,第一个用来打开源图像,第二个用来打开目标图像,第三个用来匹配,当点击第三个Button控件实现匹配,匹配的图像显示在新的窗体上,新的窗体很简单,就一个窗体,图像我们使用窗体的Paint事件绘制在上面,第二个窗体如下:
06.jpg
其中button1实现的是打开源图像,代码如下:
其中button1实现的是打开源图像,代码如下:
private voidbuttonSrc_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //Create open dialog;
            OpenFileDialog opnDlg = newOpenFileDialog();
            opnDlg.Filter = "All Imagefiles|*.bmp;*.gif;*.jpg;*.ico;*png";
            //Seting the title of dialog;
            opnDlg.Title = "Open Src imagefiles";
            opnDlg.ShowHelp = true;
            if (opnDlg.ShowDialog() ==DialogResult.OK)
            {
                curFileNameSrc =opnDlg.FileName;
                try
                {
                    curBitmapSrc = newBitmap(curFileNameSrc);
                    pictureBoxSrc.Image =curBitmapSrc;
                }
                catch
                {
                   MessageBox.Show("programe error");
                }
            }
        }
Button2实现的是打开目标图像的功能,代码如下:
private voidbuttonDst_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //Create open dialog;
            OpenFileDialog opnDlg = newOpenFileDialog();
            opnDlg.Filter = "All Imagefiles|*.bmp;*.gif;*.jpg;*.ico;*png";
            //Seting the title of dialog;
            opnDlg.Title = "Open Dst imagefiles";
            opnDlg.ShowHelp = true;
            if (opnDlg.ShowDialog() ==DialogResult.OK)
            {
                curFileNameDst =opnDlg.FileName;
                try
                {
                    curBitmapDst = newBitmap(curFileNameDst);
                    pictureBoxDst.Image =curBitmapDst;
                }
                catch
                {
                   MessageBox.Show("programe error");
                }
            }
        }
Button3用来实现匹配,代码如下:
private voidbuttonMatch_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if(curBitmapDst!=null&&curBitmapSrc!=null)
            {
                long matchTime;
                Image<Bgr, Byte> srcImg =new Image<Bgr, Byte>(curBitmapSrc);
                Image<Gray, Byte> srcImg1= srcImg.Convert<Gray, Byte>();
                Image<Bgr, Byte> dstImg =new Image<Bgr, Byte>(curBitmapDst);
                Image<Gray, Byte> dstImg1= dstImg.Convert<Gray, Byte>();
                Matching Match = newMatching();
                Image<Bgr, byte> result =Match.Draw(srcImg1,dstImg1,out matchTime);
                Bitmap Img = result.ToBitmap();
                Form2 Form = new Form2(Img);
                Form.ShowDialog();
            }
            else
            {
                MessageBox.Show("programeerror");
            }
        }
用于匹配的函数,我新建了一个名叫Matching的类,用来实现具体的匹配过程,在Button3中仅是对该类实例化,传入源图像和目标图像调用Match的函数就可以了。新建的Match类的代码如下:
using System;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Linq;
usingSystem.Text;
usingSystem.Threading.Tasks;
using Emgu.CV;
using Emgu.Util;
using Emgu.CV.Structure;
usingEmgu.CV.Util;
usingEmgu.CV.Features2D;
usingSystem.Diagnostics;
usingSystem.Drawing;
namespace test10
{
    class Matching
    {
        public Matching()
        {
        }
        public void FindMatch(Image<Gray, Byte> modelImage, Image<Gray,byte> observedImage, out long matchTime, out VectorOfKeyPointmodelKeyPoints, out VectorOfKeyPoint observedKeyPoints, out Matrix<int>indices, out Matrix<byte> mask, out HomographyMatrix homography)
        {
            int k = 2;
            double uniquenessThreshold = 0.8;
            SURFDetector surfCPU = newSURFDetector(500, false);
            Stopwatch watch;
            homography = null;
            
            //extract features from the objectimage
            modelKeyPoints = newVectorOfKeyPoint();
            Matrix<float>modelDescriptors = surfCPU.DetectAndCompute(modelImage, null, modelKeyPoints);
            watch = Stopwatch.StartNew();
            // extract features from theobserved image
            observedKeyPoints = newVectorOfKeyPoint();
            Matrix<float>observedDescriptors = surfCPU.DetectAndCompute(observedImage, null,observedKeyPoints);
            BruteForceMatcher<float>matcher = new BruteForceMatcher<float>(DistanceType.L2);
            matcher.Add(modelDescriptors);
            indices = newMatrix<int>(observedDescriptors.Rows, k);
            using (Matrix<float> dist =new Matrix<float>(observedDescriptors.Rows, k))
            {
               matcher.KnnMatch(observedDescriptors, indices, dist, k, null);
                mask = newMatrix<byte>(dist.Rows, 1);
                mask.SetValue(255);
               Features2DToolbox.VoteForUniqueness(dist, uniquenessThreshold, mask);
            }
            int nonZeroCount =CvInvoke.cvCountNonZero(mask);
            if (nonZeroCount >= 4)
            {
                nonZeroCount =Features2DToolbox.VoteForSizeAndOrientation(modelKeyPoints, observedKeyPoints,indices, mask, 1.5, 20);
                if (nonZeroCount >= 4)
                    homography =Features2DToolbox.GetHomographyMatrixFromMatchedFeatures(modelKeyPoints,observedKeyPoints, indices, mask, 2);
            }
            watch.Stop();
            matchTime = watch.ElapsedMilliseconds;               
        }
        public Image<Bgr, Byte>Draw(Image<Gray, Byte> modelImage, Image<Gray, byte> observedImage,out long matchTime)
        {
            HomographyMatrix homography;
            VectorOfKeyPoint modelKeyPoints;
            VectorOfKeyPoint observedKeyPoints;
            Matrix<int> indices;
            Matrix<byte> mask;
            FindMatch(modelImage,observedImage, out matchTime, out modelKeyPoints, out observedKeyPoints, outindices, out mask, out homography);
            //Draw the matched keypoints
            Image<Bgr, Byte> result =Features2DToolbox.DrawMatches(modelImage, modelKeyPoints, observedImage,observedKeyPoints,
               indices, new Bgr(255, 255, 255),new Bgr(255, 255, 255), mask, Features2DToolbox.KeypointDrawType.DEFAULT);
            #region draw the projected regionon the image
            if (homography != null)
            { //draw a rectangle along the projected model
                Rectangle rect =modelImage.ROI;
                PointF[] pts = new PointF[] {
               new PointF(rect.Left,rect.Bottom),
               new PointF(rect.Right,rect.Bottom),
               new PointF(rect.Right,rect.Top),
               new PointF(rect.Left,rect.Top)};
                homography.ProjectPoints(pts);
               result.DrawPolyline(Array.ConvertAll<PointF, Point>(pts,Point.Round), true, new Bgr(Color.Red), 5);
            }
            #endregion
            return result;
        }
    }
}
在(窗体2)Form2中的代码如下:
using System;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.ComponentModel;
usingSystem.Data;
usingSystem.Drawing;
usingSystem.Linq;
usingSystem.Text;
usingSystem.Threading.Tasks;
usingSystem.Windows.Forms;
namespace test10
{
    public partial class Form2 : Form
    {
        private Bitmap Img1;
        public Form2(Bitmap Img)
        {
            InitializeComponent();
            Img1 = Img;
        }
        private void Form2_Paint(object sender,PaintEventArgs e)
        {
            Graphics img = e.Graphics;
            if (Img1 != null)
            {
                  img.DrawImage(Img1, 0, 0,Img1.Width, Img1.Height);
                //img.DrawImage(Img1, newRectangle(this.AutoScrollPosition.X, this.AutoScrollPosition.Y,(int)(Img1.Width), (int)(Img1.Height)));
            }
        }
    }
}
好,这样就实现了这个例子,我们运行程序看看。
这是加载源图像和目标图像。

06.jpg

下面是显示匹配的结果:
07.jpg

这是第一次发例子,写的不好请见谅。想要看这里例子的程序的话,可以从这里下载:
http://yunpan.cn/QaHyB8y8CGCIM  
提取码 e350

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发表于 2014-8-14 02:17:21 | 显示全部楼层
先顶一个,没有亲测
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发表于 2014-8-14 02:46:01 | 显示全部楼层
先感谢一下
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发表于 2014-10-15 18:25:35 | 显示全部楼层
看一下
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发表于 2015-4-1 11:14:59 | 显示全部楼层
试了一下程序,为何总是在按下MATCH后, Image<Bgr, Byte> srcImg = new Image<Bgr, Byte>(curBitmapSrc);这里报错。Emgu.CV.CvInvoke”的类型初始值设定项引发异常
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发表于 2015-7-27 21:49:47 | 显示全部楼层
楼上,我也遇到这个
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发表于 2015-9-11 15:19:17 | 显示全部楼层
楼主好人 已测可以   感谢。。。!
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发表于 2015-10-10 13:44:10 | 显示全部楼层
楼主好人,我的Matching 类中HomographyMatrix缺少using指令或程序引用集,是不是Emgu版本不同引起的啊?谢谢
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发表于 2016-4-6 21:13:51 | 显示全部楼层
Matrix<float>modelDescriptors = surfCPU.DetectAndCompute(modelImage, null, modelKeyPoints);
楼主,你的这句我一直修改不对呀。
错误        1        “Emgu.CV.Features2D.SURFDetector”不包含“DetectAndCompute”的定义,并且找不到可接受类型为“Emgu.CV.Features2D.SURFDetector”的第一个参数的扩展方法“DetectAndCompute”(是否缺少 using 指令或程序集引用?)       

我的是VS2010+OpenCV2.4.0 这是为什么呀。就差着一句就可以运行了。
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发表于 2016-5-12 00:24:56 | 显示全部楼层
拿了东西,谢谢总要说一声,谢谢楼主。
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