OpenCv实战笔记（4）基于opencv实现ORB特征匹配检测

news2025/5/11 5:34:04

一、原理作用

ORB 原理（Oriented FAST and Rotated BRIEF）：
特征点检测：使用 FAST 算法检测角点（关键点）。
方向计算：为每个关键点分配主方向，增强旋转不变性。
特征描述：使用 BRIEF（快速二进制描述符），通过图像灰度比较构造描述子。
描述子旋转：将 BRIEF 描述子旋转对齐主方向，增强旋转鲁棒性。
ORB作用：
提取图像中稳定、重复性强的关键点；生成可用于图像匹配、识别、跟踪的紧凑二进制描述子。
应用场景：图像匹配（如拼接、全景）、 SLAM / 视觉里程计（机器人/无人车定位）、物体识别与检测、图像配准与对齐、图像检索

二、实现效果
在这里插入图片描述 三、参考代码

void demo(const cv::Mat& img1, const cv::Mat& img2, cv::Mat& outputImg) {
    if (img1.empty() || img2.empty()) {
        std::cerr << "[feature_matching] Error: Input images are empty." << std::endl;
        return;
    }

    cv::Ptr<cv::ORB> orb = cv::ORB::create();

    std::vector<cv::KeyPoint> kp1, kp2;
    cv::Mat desc1, desc2;
    orb->detectAndCompute(img1, cv::noArray(), kp1, desc1);
    orb->detectAndCompute(img2, cv::noArray(), kp2, desc2);

    if (desc1.empty() || desc2.empty()) {
        std::cerr << "[feature_matching] Warning: Descriptor computation failed." << std::endl;
        return;
    }

    cv::BFMatcher matcher(cv::NORM_HAMMING);

    std::vector<std::vector<cv::DMatch>> knn_matches;
    matcher.knnMatch(desc1, desc2, knn_matches, 2);

    std::vector<cv::DMatch> good_matches;
    for (const auto& m : knn_matches) {
        if (m.size() >= 2 && m[0].distance < 0.75f * m[1].distance) {
            good_matches.push_back(m[0]);
        }
    }

    cv::drawMatches(img1, kp1, img2, kp2, good_matches, outputImg);
}
//应用
void MainWindow::sltOrb()
{
    // 加载两张灰度图像
    cv::Mat img1 = cv::imread("img1.jpg", cv::IMREAD_GRAYSCALE);
    cv::Mat img2 = cv::imread("img2.jpg", cv::IMREAD_GRAYSCALE);
    cv::Mat output;

    // 调用封装好的 ORB 特征匹配函数
    feature_matching::demo(img1, img2, output);

    // 显示结果图像
    if (!output.empty()) {
        cv::imshow("Feature Matching Result", output);
        cv::waitKey(0);
    }
}