Python使用OpenCV實現(xiàn)全景拼接功能

更新時間：2024年11月05日 09:05:27 作者：燕鵬01

全景拼接是將多張圖像拼接成一張全景圖的技術(shù),本文將詳細介紹如何使用 Python 和 OpenCV 庫進行全景拼接,感興趣的小伙伴可以了解一下

概述

全景拼接是將多張圖像拼接成一張全景圖的技術(shù)。本文將詳細介紹如何使用 Python 和 OpenCV 庫進行全景拼接，并通過具體的代碼示例來展示整個過程。

環(huán)境準備

在開始編寫代碼之前，確保已經(jīng)安裝了 OpenCV 庫?？梢允褂靡韵旅畎惭b：

pip install opencv-python

效果演示

原圖

拼接效果

代碼詳解

1. 導(dǎo)入必要的模塊

import cv2

import cv2：導(dǎo)入 OpenCV 庫，用于圖像處理和拼接。

2. 定義全景拼接類

class PanoramaStitching:
    """
    全景拼接
    """
    def __init__(self):
        # 讀取圖像
        images = [cv2.imread(r'./img/1.jpg'), cv2.imread('./img/2.jpg'), cv2.imread('./img/3.jpg')]
        '''
        這段代碼使用了列表推導(dǎo)式，目的是對讀取的圖像進行縮放處理。我們可以逐步分解并詳細解釋這一行代碼：
        self.images = [...]：這部分表示將處理后的圖像存儲在對象的 self.images 屬性中。self 指代對象的實例，這意味著這些圖像是特定于該對象的屬性。
        [cv2.resize(...) for img in images]：這是列表推導(dǎo)式，它是在對 images 列表中的每個圖像（img）進行操作。for img in images 的含義是遍歷 images 列表中的每個圖像。
        cv2.resize(src=img, dsize=None, fx=0.5, fy=0.5)：這是 OpenCV 庫中的一個函數(shù)，用于調(diào)整圖像的大小。
        src=img：指定要調(diào)整大小的源圖像，即當前遍歷到的圖像 img。
        dsize=None：表示不指定目標圖像的大小。此參數(shù)為 None 意味著目標大小將由縮放因子 fx 和 fy 決定。
        fx=0.5 和 fy=0.5：表示在水平方向和垂直方向上都將圖像縮小到原始大小的 50%。具體來說，fx 和 fy 分別是橫向和縱向的縮放因子。
        結(jié)合以上分析，這行代碼的主要作用是將讀取的圖像列表中的每個圖像都縮小到原來的一半，并將它們存儲在對象的 self.images 屬性中。
        '''
        self.images = [cv2.resize(src=img, dsize=None, fx=0.5, fy=0.5) for img in images]

class PanoramaStitching:：定義一個名為 PanoramaStitching 的類。

def __init__(self):：定義類的初始化方法。

images = [cv2.imread(r'./img/1.jpg'), cv2.imread('./img/2.jpg'), cv2.imread('./img/3.jpg')]：讀取三張圖像文件。

self.images = [cv2.resize(src=img, dsize=None, fx=0.5, fy=0.5) for img in images]：使用列表推導(dǎo)式對每張圖像進行縮放處理，并存儲在 self.images 屬性中。

3. 定義拼接方法

    def run(self):
        # 創(chuàng)建拼接器實例
        stitcher = cv2.Stitcher().create()
        '''
        創(chuàng)建拼接器實例：
        stitcher = cv2.Stitcher().create()
        cv2.Stitcher()：這是 OpenCV 庫中的一個類，用于進行圖像拼接。拼接器的主要作用是將一系列的輸入圖像拼接成一個全景圖。
        .create()：該方法用于創(chuàng)建一個拼接器對象，準備執(zhí)行拼接操作。此時，stitcher 變量就引用了一個已初始化的拼接器實例。
        '''
        # 執(zhí)行拼接操作
        status, pano = stitcher.stitch(self.images)
        '''
        執(zhí)行拼接操作：
        status, pano = stitcher.stitch(self.images)
        stitcher.stitch(self.images)：調(diào)用拼接器的 stitch 方法，對之前已準備好的圖像列表 self.images 進行拼接。此方法會返回兩個值：
        status：拼接操作的狀態(tài)，其值可以是多個預(yù)定義的常量。具體來說，cv2.STITCHER_OK 表示拼接成功，其他值則表示拼接過程中出錯。
        pano：拼接生成的全景圖像，當拼接成功時，該變量將保存拼接后的結(jié)果圖像。
        '''
        # 檢查拼接狀態(tài)
        if status == cv2.STITCHER_OK:
            cv2.imshow('pano', pano)
            cv2.waitKey(0)
        else:
            print('無法拼接為全景圖')

def run(self):：定義一個名為 run 的方法，用于執(zhí)行全景拼接。
stitcher = cv2.Stitcher().create()：創(chuàng)建一個拼接器實例。
status, pano = stitcher.stitch(self.images)：調(diào)用拼接器的 stitch 方法進行圖像拼接，返回拼接狀態(tài)和拼接后的全景圖像。
if status == cv2.STITCHER_OK:：檢查拼接狀態(tài)，如果拼接成功則顯示全景圖。
cv2.imshow('pano', pano)：顯示拼接后的全景圖像。
cv2.waitKey(0)：等待用戶按鍵，防止窗口立即關(guān)閉。
else:：如果拼接失敗，打印錯誤信息。

4. 主程序入口

if __name__ == '__main__':
    ps = PanoramaStitching()
    ps.run()

if __name__ == '__main__':：檢查是否直接運行此腳本。
ps = PanoramaStitching()：創(chuàng)建 PanoramaStitching 類的實例。
ps.run()：調(diào)用 run 方法執(zhí)行全景拼接。

5.測試

確保你有三張圖像文件（例如 1.jpg、2.jpg 和 3.jpg）放在 ./img 目錄下。

運行腳本：

python3 panorama_stitching.py

如果拼接成功，會彈出一個窗口顯示拼接后的全景圖。如果失敗，會打印錯誤信息。

完整代碼

import cv2


class PanoramaStitching:
    """
    全景拼接
    """
    def __init__(self):
        images = [cv2.imread(r'./img/1.jpg'), cv2.imread('./img/2.jpg'), cv2.imread('./img/3.jpg')]
        '''
        這段代碼使用了列表推導(dǎo)式，目的是對讀取的圖像進行縮放處理。我們可以逐步分解并詳細解釋這一行代碼：
        self.images = [...]：這部分表示將處理后的圖像存儲在對象的self.images屬性中。self指代對象的實例，這意味著這些圖像是特定于該對象的屬性。
        [cv2.resize(...) for img in images]：這是列表推導(dǎo)式，它是在對images列表中的每個圖像（img）進行操作。for img in images的含義是遍歷images列表中的每個圖像。
        cv2.resize(src=img, dsize=None, fx=0.5, fy=0.5)：這是OpenCV庫中的一個函數(shù)，用于調(diào)整圖像的大小。
        src=img：指定要調(diào)整大小的源圖像，即當前遍歷到的圖像img。
        dsize=None：表示不指定目標圖像的大小。此參數(shù)為None意味著目標大小將由縮放因子fx和fy決定。
        fx=0.5和fy=0.5：表示在水平方向和垂直方向上都將圖像縮小到原始大小的50%。具體來說，fx和fy分別是橫向和縱向的縮放因子。
        結(jié)合以上分析，這行代碼的主要作用是將讀取的圖像列表中的每個圖像都縮小到原來的一半，并將它們存儲在對象的self.images屬性中。
        '''
        self.images = [cv2.resize(src=img, dsize=None, fx=0.5, fy=0.5) for img in images]

    def run(self):

        stitcher = cv2.Stitcher().create()
        status, pano = stitcher.stitch(self.images)
        '''
        創(chuàng)建拼接器實例：
        stitcher = cv2.Stitcher().create()
        CopyInsert
        cv2.Stitcher()：這是OpenCV庫中的一個類，用于進行圖像拼接。拼接器的主要作用是將一系列的輸入圖像拼接成一個全景圖。
        .create()：該方法用于創(chuàng)建一個拼接器對象，準備執(zhí)行拼接操作。此時，stitcher變量就引用了一個已初始化的拼接器實例。
        執(zhí)行拼接操作：
        
        status, pano = stitcher.stitch(self.images)
        CopyInsert
        stitcher.stitch(self.images)：調(diào)用拼接器的stitch方法，對之前已準備好的圖像列表self.images進行拼接。此方法會返回兩個值：
        status：拼接操作的狀態(tài)，其值可以是多個預(yù)定義的常量。具體來說，cv2.STITCHER_OK表示拼接成功，其他值則表示拼接過程中出錯。
        pano：拼接生成的全景圖像，當拼接成功時，該變量將保存拼接后的結(jié)果圖像。
        '''
        if status == cv2.STITCHER_OK:
            cv2.imshow('pano', pano)
            cv2.waitKey(0)
        else:
            print('無法拼接為全景圖')


if __name__ == '__main__':
    ps = PanoramaStitching()
    ps.run()