• 【双目视觉】 SGBM算法应用(Python版)


    流程图

    20210916140028180

    相机标定

    参考链接:双目视觉 标定 (基于MATLAB)_一颗小树x的博客-CSDN博客_matlab双目校正

    自制的标定数据集,必须用自己相机拍摄照片制作数据集

    标定板下载:pattern.png (1830×1330) (opencv.org)

    072823485421_0left_1
    import cv2
    import numpy as np
    
    # 左镜头的内参,如焦距
    left_camera_matrix = np.array([[516.5066236,-1.444673028,320.2950423],[0,516.5816117,270.7881873],[0.,0.,1.]])
    right_camera_matrix = np.array([[511.8428182,1.295112628,317.310253],[0,513.0748795,269.5885026],[0.,0.,1.]])
    
    
    # 畸变系数,K1、K2、K3为径向畸变,P1、P2为切向畸变
    left_distortion = np.array([[-0.046645194,0.077595167, 0.012476819,-0.000711358,0]])
    right_distortion = np.array([[-0.061588946,0.122384376,0.011081232,-0.000750439,0]])
    
    # 旋转矩阵
    R = np.array([[0.999911333,-0.004351508,0.012585312],
                  [0.004184066,0.999902792,0.013300386],
                  [-0.012641965,-0.013246549,0.999832341]])
    # 平移矩阵
    T = np.array([-120.3559901,-0.188953775,-0.662073075])
    size = (640, 480)
    
    R1, R2, P1, P2, Q, validPixROI1, validPixROI2 = cv2.stereoRectify(left_camera_matrix, left_distortion,
                                                                      right_camera_matrix, right_distortion, size, R,
                                                                      T)
    # 校正查找映射表,将原始图像和校正后的图像上的点一一对应起来
    left_map1, left_map2 = cv2.initUndistortRectifyMap(left_camera_matrix, left_distortion, R1, P1, size, cv2.CV_16SC2)
    right_map1, right_map2 = cv2.initUndistortRectifyMap(right_camera_matrix, right_distortion, R2, P2, size, cv2.CV_16SC2)
    
    print(Q)
    
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    cv2.stereoRectify()函数

    • 示例:R1, R2, P1, P2, Q, validPixROI1, validPixROI2 = cv2.stereoRectify(left_camera_matrix, left_distortion,right_camera_matrix, right_distortion, size, R, T)
    • 作用:为每个摄像头计算立体校正的映射矩阵R1, R2, P1, P2
    • 参数:
      1. left_camera_matrix:左相机内参
      2. left_distortion:左相机畸变系数
      3. right_camera_matrix:右相机内参
      4. right_distortion:右相机畸变系数
      5. size:单边相机的图片分辨率
      6. R:旋转矩阵
      7. T:平移矩阵
    • 返回值:
      1. R1, R2:R1-输出矩阵,第一个摄像机的校正变换矩阵(旋转变换);R2-输出矩阵,第二个摄像机的校正变换矩阵(旋转变换)
      2. P1, P2:P1-输出矩阵,第一个摄像机在新坐标系下的投影矩阵;P2-输出矩阵,第二个摄像机在新坐标系下的投影矩阵

    立体匹配

    # -*- coding: utf-8 -*-
    import numpy as np
    import cv2
    # import camera_configs
    import random
    import math
    
    WIN_NAME = 'Deep disp'
    cv2.namedWindow(WIN_NAME, cv2.WINDOW_AUTOSIZE)
    
    frame = cv2.imread("yojuh-wewwn-004.jpg")
    img_color = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)
    frame1 = frame[0:480, 0:640]
    frame2 = frame[0:480, 640:1280]  # 割开双目图像
    
    imgL = cv2.cvtColor(frame1, cv2.COLOR_BGR2GRAY)  # 将BGR格式转换成灰度图片
    imgR = cv2.cvtColor(frame2, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    
    # cv2.remap 重映射,就是把一幅图像中某位置的像素放置到另一个图片指定位置的过程。
    # 依据MATLAB测量数据重建无畸变图片
    img1_rectified = cv2.remap(imgL, left_map1, left_map2, cv2.INTER_LINEAR)
    img2_rectified = cv2.remap(imgR, right_map1, right_map2, cv2.INTER_LINEAR)
    
    imageL = cv2.cvtColor(img1_rectified, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
    imageR = cv2.cvtColor(img2_rectified, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
    
    # SGBM-室外
    blockSize = 8
    img_channels = 3
    stereo = cv2.StereoSGBM_create(minDisparity=1,
                                   numDisparities=64,
                                   blockSize=blockSize,
                                   P1=8 * img_channels * blockSize * blockSize,
                                   P2=32 * img_channels * blockSize * blockSize,
                                   disp12MaxDiff=-1,
                                   preFilterCap=1,
                                   uniquenessRatio=10,
                                   speckleWindowSize=100,
                                   speckleRange=100,
                                   mode=cv2.STEREO_SGBM_MODE_HH)
    
    disparity = stereo.compute(img1_rectified, img2_rectified)  # 计算视差
    
    disp = cv2.normalize(disparity, disparity, alpha=0, beta=255, norm_type=cv2.NORM_MINMAX, dtype=cv2.CV_8U)  # 归一化函数算法
    
    dis_color = disparity
    dis_color = cv2.normalize(dis_color, None, alpha=0, beta=255, norm_type=cv2.NORM_MINMAX, dtype=cv2.CV_8U)
    dis_color = cv2.applyColorMap(dis_color, 2)
    cv2.imshow("depth", dis_color)
    
    cv2.imshow("left", frame1)
    cv2.imshow(WIN_NAME, disp)  # 显示深度图的双目画面
    cv2.waitKey()
    # 销毁内存
    cv2.destroyAllWindows()
    
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    • img1_rectified = cv2.remap(imgL, left_map1, left_map2, cv2.INTER_LINEAR):重映射,即把一幅图像内的像素点放置到另外一幅图像内的指定位置,俗称“拼接”

      我们可以通过cv.remap()函数来将img2映射到img1对应位置上并合成

      img

      在这里插入图片描述

    • cv2.StereoSGBM_create()函数为opencv集成的算法;我们只需关注blockSize。 使用方法为:

      image-20220729150349540

    效果

    1.原图像

    yojuh-wewwn-004

    2.深度图

    屏幕截图 2022-07-26 165901

    屏幕截图 2022-07-26 165842

    3.代码链接

    Safe-Bike/sgbm_img.py at main · yzfzzz/Safe-Bike (github.com)

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/henghuizan2771/article/details/126056871