Хорошо, вот мой исходный код. Этот код возьмет изображение в файл и сравнит его со списком изображений в другом файле. В файл изображений вы должны включить .txt файл, содержащий имена всех изображений в файле, который вы пытаетесь сравнить. У меня проблема в том, что эти два изображения очень похожи, но не совсем одинаковы. Мне нужен метод, чтобы уточнить эти совпадения дальше. Возможно, даже совершенно новый способ сравнить эти две формы (большими кусками, каплями и т. Д.). Один из способов, который я рассматривал, — это на самом деле составить карту ключевых точек и сравнивать только ключевые точки, если они находятся в или около определенной точки, которая соответствует двум изображениям. Т.е.: сравните ключевые точки в точке (12 200), + -10 пикселей от (x, y) и посмотрите, есть ли аналогичные ключевые точки на другом изображении.
Все, что мне нужно, это способ получить наилучшие совпадения из: ActualImplant а также XrayOfThatSameImplantButASlightlyDifferentSize. Пожалуйста и спасибо!
PS: вы увидите закомментированные разделы, где я экспериментировал с производными Собеля и другими подобными вещами. В итоге я просто настроил контраст и яркость на рентгеновском снимке для лучшего контура. То же самое нужно сделать с изображением имплантата, прежде чем его использовать, чтобы попытаться соответствовать чему-либо.
#include "opencv2\highgui\highgui.hpp"#include "opencv2\features2d\features2d.hpp"#include "opencv2\imgproc.hpp"
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <ctime>
const string defaultDetector = "ORB";
const string defaultDescriptor = "ORB";
const string defaultMatcher = "BruteForce-Hamming";
const string defaultXrayImagePath = "../../xray.png";
const string defaultImplantImagesTextListPath = "../../implantImage.txt";
const string defaultPathToResultsFolder = "../../results";
static void printIntro(const string& appName)
{
cout << "/* *\n"<< " * Created by: Alex Gatz. 1/11/12. Created for: Xray Implant Identification *\n"<< " * This code was created to scan a file full of images of differnt implants, generate keypoint maps *\n"<< " * for each image, and identifywhich image most closely matches a chosen image in another folder *\n"<< " */ *\n"<< endl;
cout << endl << "Format:\n" << endl;
cout << "./" << appName << " [detector] [descriptor] [matcher] [xrayImagePath] [implantImagesTextListPath] [pathToSaveResults]" << endl;
cout << endl;
cout << "\nExample:" << endl
<< "./" << appName << " " << defaultDetector << " " << defaultDescriptor << " " << defaultMatcher << " "<< defaultXrayImagePath << " " << defaultImplantImagesTextListPath << " " << defaultPathToResultsFolder << endl;
}
static void maskMatchesByImplantImgIdx(const vector<DMatch>& matches, int trainImgIdx, vector<char>& mask)
{
mask.resize(matches.size());
fill(mask.begin(), mask.end(), 0);
for (size_t i = 0; i < matches.size(); i++)
{
if (matches[i].imgIdx == trainImgIdx)
mask[i] = 1;
}
}
static void readImplantFilenames(const string& filename, string& dirName, vector<string>& implantFilenames)
{
implantFilenames.clear();
ifstream file(filename.c_str());
if (!file.is_open())
return;
size_t pos = filename.rfind('\\');
char dlmtr = '\\';
if (pos == String::npos)
{
pos = filename.rfind('/');
dlmtr = '/';
}
dirName = pos == string::npos ? "" : filename.substr(0, pos) + dlmtr;
while (!file.eof())
{
string str; getline(file, str);
if (str.empty()) break;
implantFilenames.push_back(str);
}
file.close();
}
static bool createDetectorDescriptorMatcher(const string& detectorType, const string& descriptorType, const string& matcherType,
Ptr<FeatureDetector>& featureDetector,
Ptr<DescriptorExtractor>& descriptorExtractor,
Ptr<DescriptorMatcher>& descriptorMatcher)
{
cout << "< Creating feature detector, descriptor extractor and descriptor matcher ..." << endl;
featureDetector = ORB::create( //All of these are parameters that can be adjusted to effect match accuracy and process time.
10000, //int nfeatures = Maxiumum number of features to retain; max vaulue unknown, higher number takes longer to process. Default: 500
1.4f, //float scaleFactor= Pyramid decimation ratio; between 1.00 - 2.00. Default: 1.2f
6, //int nlevels = Number of pyramid levels used; more levels more time taken to process, but more accurate results. Default: 8
40, //int edgeThreshold = Size of the border where the features are not detected. Should match patchSize roughly. Default: 31
0, //int firstLevel = Should remain 0 for now. Default: 0
4, //int WTA_K = Should remain 2. Default: 2
ORB::HARRIS_SCORE, //int scoreType = ORB::HARRIS_SCORE is the most accurate ranking possible for ORB. Default: HARRIS_SCORE
33 //int patchSize = size of patch used by the oriented BRIEF descriptor. Should match edgeThreashold. Default: 31
);
//featureDetector = ORB::create(); // <-- Uncomment this and comment the featureDetector above for default detector-
//OpenCV 3.1 got rid of the dynamic naming of detectors and extractors.
//These two are one in the same when using ORB, some detectors and extractors are separate
// in which case you would set "descriptorExtractor = descriptorType::create();" or its equivilant.
descriptorExtractor = featureDetector;
descriptorMatcher = DescriptorMatcher::create(matcherType);
cout << ">" << endl;
bool isCreated = !(featureDetector.empty() || descriptorExtractor.empty() || descriptorMatcher.empty());
if (!isCreated)
cout << "Can not create feature detector or descriptor extractor or descriptor matcher of given types." << endl << ">" << endl;
return isCreated;
}
static void manipulateImage(Mat& image) //Manipulates images into only showing an outline!
{
//Sobel Dirivative edge finder
//int scale = 1;
//int delta = 0;
//int ddepth = CV_16S;
////equalizeHist(image, image); //This will equilize the lighting levels in each image.
//GaussianBlur(image, image, Size(3, 3), 0, 0, BORDER_DEFAULT);
//Mat grad_x, grad_y;
//Mat abs_grad_x, abs_grad_y;
////For x
//Sobel(image, grad_x, ddepth, 1, 0, 3, scale, delta, BORDER_DEFAULT);
//convertScaleAbs(grad_x, abs_grad_x);
////For y
//Sobel(image, grad_y, ddepth, 0, 1, 3, scale, delta, BORDER_DEFAULT);
//convertScaleAbs(grad_y, abs_grad_y);
//addWeighted(abs_grad_x, 0.5, abs_grad_y, 0.5, 0, image);
//Specific Level adjustment (very clean)
double alpha = 20; //Best Result: 20
int beta = -300; //Best Result: -300
image.convertTo(image, -1, alpha, beta);
}
static bool readImages(const string& xrayImageName, const string& implantFilename,
Mat& xrayImage, vector <Mat>& implantImages, vector<string>& implantImageNames)
{
//TODO: Add a funtion call to automatically adjust all images loaded to best settings for matching.
cout << "< Reading the images..." << endl;
xrayImage = imread(xrayImageName, CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE); //Turns the image gray while loading.
manipulateImage(xrayImage); //Runs image manipulations
if (xrayImage.empty())
{
cout << "Xray image can not be read." << endl << ">" << endl;
return false;
}
string trainDirName;
readImplantFilenames(implantFilename, trainDirName, implantImageNames);
if (implantImageNames.empty())
{
cout << "Implant image filenames can not be read." << endl << ">" << endl;
return false;
}
int readImageCount = 0;
for (size_t i = 0; i < implantImageNames.size(); i++)
{
string filename = trainDirName + implantImageNames[i];
Mat img = imread(filename, CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE); //Turns imamges gray while loading.
//manipulateImage(img); //Runs Sobel Dirivitage on implant image.
if (img.empty())
{
cout << "Implant image " << filename << " can not be read." << endl;
}
else
{
readImageCount++;
}
implantImages.push_back(img);
}
if (!readImageCount)
{
cout << "All implant images can not be read." << endl << ">" << endl;
return false;
}
else
cout << readImageCount << " implant images were read." << endl;
cout << ">" << endl;
return true;
}
static void detectKeypoints(const Mat& xrayImage, vector<KeyPoint>& xrayKeypoints,
const vector<Mat>& implantImages, vector<vector<KeyPoint> >& implantKeypoints,
Ptr<FeatureDetector>& featureDetector)
{
cout << endl << "< Extracting keypoints from images..." << endl;
featureDetector->detect(xrayImage, xrayKeypoints);
featureDetector->detect(implantImages, implantKeypoints);
cout << ">" << endl;
}
static void computeDescriptors(const Mat& xrayImage, vector<KeyPoint>& implantKeypoints, Mat& implantDescriptors,
const vector<Mat>& implantImages, vector<vector<KeyPoint> >& implantImageKeypoints, vector<Mat>& implantImageDescriptors,
Ptr<DescriptorExtractor>& descriptorExtractor)
{
cout << "< Computing descriptors for keypoints..." << endl;
descriptorExtractor->compute(xrayImage, implantKeypoints, implantDescriptors);
descriptorExtractor->compute(implantImages, implantImageKeypoints, implantImageDescriptors);
int totalTrainDesc = 0;
for (vector<Mat>::const_iterator tdIter = implantImageDescriptors.begin(); tdIter != implantImageDescriptors.end(); tdIter++)
totalTrainDesc += tdIter->rows;
cout << "Query descriptors count: " << implantDescriptors.rows << "; Total train descriptors count: " << totalTrainDesc << endl;
cout << ">" << endl;
}
static void matchDescriptors(const Mat& xrayDescriptors, const vector<Mat>& implantDescriptors,
vector<DMatch>& matches, Ptr<DescriptorMatcher>& descriptorMatcher)
{
cout << "< Set implant image descriptors collection in the matcher and match xray descriptors to them..." << endl;
//time_t timerBegin, timerEnd;
//time(&timerBegin);
descriptorMatcher->add(implantDescriptors);
descriptorMatcher->train();
//time(&timerEnd);
//double buildTime = difftime(timerEnd, timerBegin);
//time(&timerBegin);
descriptorMatcher->match(xrayDescriptors, matches);
//time(&timerEnd);
//double matchTime = difftime(timerEnd, timerBegin);
CV_Assert(xrayDescriptors.rows == (int)matches.size() || matches.empty());
cout << "Number of imageMatches: " << matches.size() << endl;
//cout << "Build time: " << buildTime << " ms; Match time: " << matchTime << " ms" << endl;
cout << ">" << endl;
}
static void saveResultImages(const Mat& xrayImage, const vector<KeyPoint>& xrayKeypoints,
const vector<Mat>& implantImage, const vector<vector<KeyPoint> >& implantImageKeypoints,
const vector<DMatch>& matches, const vector<string>& implantImagesName, const string& resultDir)
{
cout << "< Save results..." << endl;
Mat drawImg;
vector<char> mask;
for (size_t i = 0; i < implantImage.size(); i++)
{
if (!implantImage[i].empty())
{
maskMatchesByImplantImgIdx(matches, (int)i, mask);
drawMatches(xrayImage, xrayKeypoints, implantImage[i], implantImageKeypoints[i],
matches, drawImg, Scalar::all(-1), Scalar(0, 0, 255), mask, 4);
string filename = resultDir + "/result_" + implantImagesName[i];
if (!imwrite(filename, drawImg))
cout << "Image " << filename << " can not be saved (may be because directory " << resultDir << " does not exist)." << endl;
}
}
cout << ">" << endl;
//After all results have been saved, another function will scan and place the final result in a separate folder.
//For now this save process is required to manually access each result and determine if the current settings are working well.
}
int main(int argc, char** argv)
{
//Intialize variables to global defaults.
string detector = defaultDetector;
string descriptor = defaultDescriptor;
string matcher = defaultMatcher;
string xrayImagePath = defaultXrayImagePath;
string implantImagesTextListPath = defaultImplantImagesTextListPath;
string pathToSaveResults = defaultPathToResultsFolder;
//As long as you have 7 arguments, you can procede
if (argc != 7 && argc != 1)
{
//This will be called if the incorrect amount of commands are used to start the program.
printIntro(argv[1]);
system("PAUSE");
return -1;
}
//As long as you still have 7 arguments, I will set the variables for this
// to the arguments you decided on.
//If testing using XrayID --> Properties --> Debugging --> Command Arguments, remember to start with [detector] as the first command
// C++ includes the [appName] command as the first argument automantically.
if (argc != 1) //I suggest placing a break here and stepping through this to ensure the proper commands were sent in. With a
// GUI this would nto matter because the GUI would structure the input and use a default if no input was used.
{
detector = argv[1];
descriptor = argv[2];
matcher = argv[3];
xrayImagePath = argv[4];
implantImagesTextListPath = argv[5];
pathToSaveResults = argv[6];
}
//Set up cv::Ptr's for tools.
Ptr<FeatureDetector> featureDetector;
Ptr<DescriptorExtractor> descriptorExtractor;
Ptr<DescriptorMatcher> descriptorMatcher;
//Check to see if tools are created, if not true print intro and close program.
if (!createDetectorDescriptorMatcher(detector, descriptor, matcher, featureDetector, descriptorExtractor, descriptorMatcher))
{
printIntro(argv[0]);
system("PAUSE");
return -1;
}
Mat testImage;
vector<Mat> implantImages;
vector<string> implantImagesNames;
//Check to see if readImages completes properly, if not true print intro and close program.
if (!readImages(xrayImagePath, implantImagesTextListPath, testImage, implantImages, implantImagesNames))
{
printIntro(argv[0]);
system("PAUSE");
return -1;
}
vector<KeyPoint> xrayKeypoints;
vector<vector<KeyPoint> > implantKeypoints;
detectKeypoints(testImage, xrayKeypoints, implantImages, implantKeypoints, featureDetector);
Mat xrayDescriptors;
vector<Mat> implantTestImageDescriptors;
computeDescriptors(testImage, xrayKeypoints, xrayDescriptors, implantImages, implantKeypoints, implantTestImageDescriptors,
descriptorExtractor);
vector<DMatch> imageMatches;
matchDescriptors(xrayDescriptors, implantTestImageDescriptors, imageMatches, descriptorMatcher);
saveResultImages(testImage, xrayKeypoints, implantImages, implantKeypoints, imageMatches, implantImagesNames, pathToSaveResults);
system("PAUSE");
return 0;
}
Попробуйте код ниже. Надеюсь, это поможет вам.
#include <opencv2/nonfree/nonfree.hpp>
#include <iostream>
#include <dirent.h>
#include <ctime>
#include <stdio.h>
using namespace cv;
using namespace std;
int main(int argc, const char *argv[])
{
double ratio = 0.9;
Mat image1 = imread("Image1_path);
Mat image2 = cv::imread("Image2_path");
Ptr<FeatureDetector> detector;
Ptr<DescriptorExtractor> extractor;
// TODO default is 500 keypoints..but we can change
detector = FeatureDetector::create("ORB");
extractor = DescriptorExtractor::create("ORB");
vector<KeyPoint> keypoints1, keypoints2;
detector->detect(image1, keypoints1);
detector->detect(image2, keypoints2);
cout << "# keypoints of image1 :" << keypoints1.size() << endl;
cout << "# keypoints of image2 :" << keypoints2.size() << endl;
Mat descriptors1,descriptors2;
extractor->compute(image1,keypoints1,descriptors1);
extractor->compute(image2,keypoints2,descriptors2);
cout << "Descriptors size :" << descriptors1.cols << ":"<< descriptors1.rows << endl;
vector< vector<DMatch> > matches12, matches21;
Ptr<DescriptorMatcher> matcher = DescriptorMatcher::create("BruteForce-Hamming");
matcher->knnMatch( descriptors1, descriptors2, matches12, 2);
matcher->knnMatch( descriptors2, descriptors1, matches21, 2);
//BFMatcher bfmatcher(NORM_L2, true);
//vector<DMatch> matches;
//bfmatcher.match(descriptors1, descriptors2, matches);
double max_dist = 0; double min_dist = 100;
for( int i = 0; i < descriptors1.rows; i++)
{
double dist = matches12[i].data()->distance;
if(dist < min_dist)
min_dist = dist;
if(dist > max_dist)
max_dist = dist;
}
printf("-- Max dist : %f \n", max_dist);
printf("-- Min dist : %f \n", min_dist);
cout << "Matches1-2:" << matches12.size() << endl;
cout << "Matches2-1:" << matches21.size() << endl;
std::vector<DMatch> good_matches1, good_matches2;
for(int i=0; i < matches12.size(); i++)
{
if(matches12[i][0].distance < ratio * matches12[i][1].distance)
good_matches1.push_back(matches12[i][0]);
}
for(int i=0; i < matches21.size(); i++)
{
if(matches21[i][0].distance < ratio * matches21[i][1].distance)
good_matches2.push_back(matches21[i][0]);
}
cout << "Good matches1:" << good_matches1.size() << endl;
cout << "Good matches2:" << good_matches2.size() << endl;
// Symmetric Test
std::vector<DMatch> better_matches;
for(int i=0; i<good_matches1.size(); i++)
{
for(int j=0; j<good_matches2.size(); j++)
{
if(good_matches1[i].queryIdx == good_matches2[j].trainIdx && good_matches2[j].queryIdx == good_matches1[i].trainIdx)
{
better_matches.push_back(DMatch(good_matches1[i].queryIdx, good_matches1[i].trainIdx, good_matches1[i].distance));
break;
}
}
}
cout << "Better matches:" << better_matches.size() << endl;
double elapsed_secs = double(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
// show it on an image
Mat output;
drawMatches(image1, keypoints1, image2, keypoints2, better_matches, output);
imshow("Matches result",output);
waitKey(0);
return 0;
}
Это изображение выглядит скорее как искусственное бедро. Если вы имеете дело с медицинскими изображениями, вы обязательно должны проверить Insight Toolkit (ITK), которая имеет много специальных функций, разработанных для конкретных потребностей этого домена. Вы можете сделать простую регистрацию модели-изображения между вашим реальным изображением и данными вашего шаблона, чтобы найти лучший результат. Я думаю, что при таком подходе вы получите гораздо лучшие результаты, чем при тестировании на основе точек, описанном выше.
Этот тип регистрации выполняет итеративную оптимизацию набора параметров (в данном случае, аффинного преобразования), который стремится найти наилучшее отображение модели в данные изображения.
Приведенный выше пример берет фиксированное изображение и пытается найти преобразование, которое отображает движущееся изображение на него. Преобразование является двумерным аффинным преобразованием (в данном случае вращением и перемещением), а его параметры являются результатом работы оптимизатора, который максимизирует совпадающую метрику. Метрика показывает, насколько хорошо совпадают фиксированное изображение и преобразованное движущееся изображение. Интерполятор — это то, что берет движущееся изображение и применяет преобразование, чтобы отобразить его на фиксированное изображение.
В ваших образцах изображений фиксированное изображение может быть оригинальный рентген и движущееся изображение фактический имплантат. Вам, вероятно, потребуется добавить масштабирование, чтобы сделать полное аффинное преобразование, так как размер этих двух отличается.
Метрика является мерой того, насколько хорошо преобразованное движущееся изображение соответствует фиксированному изображению, поэтому вам необходимо определить допуск или минимальную метрику для соответствия, чтобы быть действительным. Если изображения сильно отличаются, метрика будет очень низкой и может быть отклонена.
Выходные данные представляют собой набор параметров преобразования, а выходное изображение представляет собой окончательное оптимальное преобразование, применяемое к движущемуся изображению (а не комбинации изображений). Результат в основном говорит вам, где имплантат находится на рентгеновском снимке.