OpenCV 基于生物视觉模型的工具------模拟人眼视网膜的生物视觉机制类cv::bioinspired::Retina

news2025/7/19 9:44:37

操作系统：ubuntu22.04
OpenCV版本：OpenCV4.9
IDE:Visual Studio Code
编程语言：C++11

算法描述

cv::bioinspired::Retina 是 OpenCV 中用于仿生视觉处理的一个类，它基于生物视觉模型进行图像预处理。该算法特别适用于动态范围调整、边缘增强、颜色恒常性等复杂场景。

主要特点

高效性：能够在保持较高检测准确性的同时实现较快的处理速度。
适应性强：能够很好地适应光照变化和其他环境变化。
参数可调：允许用户通过调整多个参数来优化背景建模过程。
基于生物视觉模型：利用了视网膜的 Parvo 和 Magno 通道模型，从而提高了对细节和运动信息的捕捉能力。

构造函数

与大多数现代 OpenCV 视觉处理工具一样，不直接使用构造函数创建 Retina 实例，而是通过工厂方法 cv::bioinspired::Retina::create() 来创建实例。

Ptr<Retina> cv::bioinspired::Retina::create
(
    cv::Size(width, height),       // 图像尺寸
    bool colorMode = true,         // 是否启用颜色处理
    bool useRetinaLogSampling = false, // 是否使用对数采样（模拟人眼非均匀采样）
    int reductionFactor = 1,       // 对数采样时的降维因子
    float samplingStrength = 0.5f  // 采样强度
);

参数：

width, height: 输入图像的宽度和高度。
colorMode: 是否启用颜色处理，默认为 true。
useRetinaLogSampling: 是否使用对数采样，默认为 false。
reductionFactor: 对数采样时的降维因子，默认为 1。
samplingStrength: 采样强度，默认为 0.5f。

主要方法

apply函数

函数原型

void apply
(
	InputArray inputImage
);

参数

inputImage: 输入原始图像。

getParvo 函数

函数原型

void getParvo
(
	OutputArray retinaParvoOutput
);

参数

retinaParvoOutput: 输出 Parvo 通道结果（颜色和细节信息）。

getMagno函数

函数原型

void getMagno
(
	OutputArray retinaMagnoOutput
);

参数

retinaMagnoOutput: 输出 Magno 通道结果（运动和瞬态响应）。

setupOPLandIPLParvoChannel函数

函数原型

void setupOPLandIPLParvoChannel
(
    const std::string retinaParameterFile = "",
    bool applyDefaultSetupOnFailure = true
);

参数

retinaParameterFile: 可选配置文件路径。
applyDefaultSetupOnFailure: 如果加载配置失败是否应用默认设置。

setupIPLMagnoChannel函数

函数原型

void setupIPLMagnoChannel
(
    const std::string retinaParameterFile = "",
    bool applyDefaultSetupOnFailure = true
);

参数

retinaParameterFile: 可选配置文件路径。
applyDefaultSetupOnFailure: 如果加载配置失败是否应用默认设置。

write函数

函数原型

void write
(
	const String& filename
) const;

参数

filename: 将当前参数保存到 XML/YAML 文件。

read函数

函数原型

void read
(
	const String& filename
);

参数

filename: 从 XML/YAML 文件中读取参数并应用。

代码示例

#include <opencv2/bioinspired.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>

int main()
{
    // 加载输入图像
    cv::Mat inputImage = cv::imread( "/media/dingxin/data/study/OpenCV/sources/images/Lenna.png" );
    if ( inputImage.empty() )
    {
        std::cerr << "无法加载图像！" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 创建 Retina 实例
    cv::Ptr< cv::bioinspired::Retina > retina = cv::bioinspired::Retina::create( inputImage.size(), true );

    // 设置 Parvo 和 Magno 通道参数（使用默认配置）
    retina->setupOPLandIPLParvoChannel();  // Parvo 通道设置
    retina->setupIPLMagnoChannel();        // Magno 通道设置

    // 运行 Retina 处理
    retina->run( inputImage );

    // 获取输出结果
    cv::Mat parvoOutput, magnoOutput;
    retina->getParvo( parvoOutput );
    retina->getMagno( magnoOutput );

    // 显示结果
    cv::imshow( "Input Image", inputImage );
    cv::imshow( "Retina Parvo Output", parvoOutput );
    cv::imshow( "Retina Magno Output", magnoOutput );

    cv::waitKey( 0 );  // 等待按键退出
    return 0;
}