samples/cpp/brief_match_test.cpp

   1 /*
   2  * matching_test.cpp
   3  *
   4  *  Created on: Oct 17, 2010
   5  *      Author: ethan
   6  */
   7 #include "opencv2/core.hpp"
   8 #include <opencv2/core/utility.hpp>
   9 #include "opencv2/calib3d.hpp"
  10 #include "opencv2/features2d.hpp"
  11 #include "opencv2/imgproc.hpp"
  12 #include "opencv2/highgui.hpp"
  13 #include <vector>
  14 #include <iostream>
  15
  16 using namespace cv;
  17 using namespace std;
  18
  19 //Copy (x,y) location of descriptor matches found from KeyPoint data structures into Point2f vectors
  20 static void matches2points(const vector<DMatch>& matches, const vector<KeyPoint>& kpts_train,
  21                     const vector<KeyPoint>& kpts_query, vector<Point2f>& pts_train, vector<Point2f>& pts_query)
  22 {
  23   pts_train.clear();
  24   pts_query.clear();
  25   pts_train.reserve(matches.size());
  26   pts_query.reserve(matches.size());
  27   for (size_t i = 0; i < matches.size(); i++)
  28   {
  29     const DMatch& match = matches[i];
  30     pts_query.push_back(kpts_query[match.queryIdx].pt);
  31     pts_train.push_back(kpts_train[match.trainIdx].pt);
  32   }
  33
  34 }
  35
  36 static double match(const vector<KeyPoint>& /*kpts_train*/, const vector<KeyPoint>& /*kpts_query*/, DescriptorMatcher& matcher,
  37             const Mat& train, const Mat& query, vector<DMatch>& matches)
  38 {
  39
  40   double t = (double)getTickCount();
  41   matcher.match(query, train, matches); //Using features2d
  42   return ((double)getTickCount() - t) / getTickFrequency();
  43 }
  44
  45 static void help()
  46 {
  47        cout << "This program shows how to use BRIEF descriptor to match points in features2d" << endl <<
  48                "It takes in two images, finds keypoints and matches them displaying matches and final homography warped results" << endl <<
  49                 "Usage: " << endl <<
  50                     "image1 image2 " << endl <<
  51                 "Example: " << endl <<
  52                     "box.png box_in_scene.png " << endl;
  53 }
  54
  55 const char* keys =
  56 {
  57     "{@first_image  | box.png          | the first image}"
  58     "{@second_image | box_in_scene.png | the second image}"
  59 };
  60
  61 int main(int argc, const char ** argv)
  62 {
  63
  64   help();
  65   CommandLineParser parser(argc, argv, keys);
  66   string im1_name = parser.get<string>(0);
  67   string im2_name = parser.get<string>(1);
  68
  69   Mat im1 = imread(im1_name, IMREAD_GRAYSCALE);
  70   Mat im2 = imread(im2_name, IMREAD_GRAYSCALE);
  71
  72   if (im1.empty() || im2.empty())
  73   {
  74     cout << "could not open one of the images..." << endl;
  75     cout << "the cmd parameters have next current value: " << endl;
  76     parser.printMessage();
  77     return 1;
  78   }
  79
  80   double t = (double)getTickCount();
  81
  82   FastFeatureDetector detector(50);
  83   BriefDescriptorExtractor extractor(32); //this is really 32 x 8 matches since they are binary matches packed into bytes
  84
  85   vector<KeyPoint> kpts_1, kpts_2;
  86   detector.detect(im1, kpts_1);
  87   detector.detect(im2, kpts_2);
  88
  89   t = ((double)getTickCount() - t) / getTickFrequency();
  90
  91   cout << "found " << kpts_1.size() << " keypoints in " << im1_name << endl << "fount " << kpts_2.size()
  92       << " keypoints in " << im2_name << endl << "took " << t << " seconds." << endl;
  93
  94   Mat desc_1, desc_2;
  95
  96   cout << "computing descriptors..." << endl;
  97
  98   t = (double)getTickCount();
  99
 100   extractor.compute(im1, kpts_1, desc_1);
 101   extractor.compute(im2, kpts_2, desc_2);
 102
 103   t = ((double)getTickCount() - t) / getTickFrequency();
 104
 105   cout << "done computing descriptors... took " << t << " seconds" << endl;
 106
 107   //Do matching using features2d
 108   cout << "matching with BruteForceMatcher<Hamming>" << endl;
 109   BFMatcher matcher_popcount(extractor.defaultNorm());
 110   vector<DMatch> matches_popcount;
 111   double pop_time = match(kpts_1, kpts_2, matcher_popcount, desc_1, desc_2, matches_popcount);
 112   cout << "done BruteForceMatcher<Hamming> matching. took " << pop_time << " seconds" << endl;
 113
 114   vector<Point2f> mpts_1, mpts_2;
 115   matches2points(matches_popcount, kpts_1, kpts_2, mpts_1, mpts_2); //Extract a list of the (x,y) location of the matches
 116   vector<char> outlier_mask;
 117   Mat H = findHomography(mpts_2, mpts_1, RANSAC, 1, outlier_mask);
 118
 119   Mat outimg;
 120   drawMatches(im2, kpts_2, im1, kpts_1, matches_popcount, outimg, Scalar::all(-1), Scalar::all(-1), outlier_mask);
 121   imshow("matches - popcount - outliers removed", outimg);
 122
 123   Mat warped;
 124   Mat diff;
 125   warpPerspective(im2, warped, H, im1.size());
 126   imshow("warped", warped);
 127   absdiff(im1,warped,diff);
 128   imshow("diff", diff);
 129   waitKey();
 130   return 0;
 131 }