opencv3.1学习笔记(25) 直方图比较,判断图片相似度


演示代码:

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#include <math.h>

using namespace std;
using namespace cv;

string convertToString(double d);
int main(int argc, char** argv) {
	Mat base, test1, test2;
	Mat hsvbase, hsvtest1, hsvtest2;
	base = imread("e:/5gray.bmp");
	if (!base.data) {
		printf("could not load image...\n");
		return -1;
	}
	test1 = imread("e:/5.png");
	test2 = imread("e:/5_1.png");

	//imshow("a", base);
	//imshow("b1", test1);
	//imshow("c", test2);

	cvtColor(base, hsvbase, CV_BGR2HSV);
	cvtColor(test1, hsvtest1, CV_BGR2HSV);
	cvtColor(test2, hsvtest2, CV_BGR2HSV);

	int h_bins = 50; int s_bins = 60;
	int histSize[] = { h_bins, s_bins };
	// hue varies from 0 to 179, saturation from 0 to 255     
	float h_ranges[] = { 0, 180 };
	float s_ranges[] = { 0, 256 };
	const float* ranges[] = { h_ranges, s_ranges };
	// Use the o-th and 1-st channels     
	int channels[] = { 0, 1 };
	MatND hist_base;
	MatND hist_test1;
	MatND hist_test2;

	calcHist(&hsvbase, 1, channels, Mat(), hist_base, 2, histSize, ranges, true, false);
	normalize(hist_base, hist_base, 0, 1, NORM_MINMAX, -1, Mat());

	calcHist(&hsvtest1, 1, channels, Mat(), hist_test1, 2, histSize, ranges, true, false);
	normalize(hist_test1, hist_test1, 0, 1, NORM_MINMAX, -1, Mat());

	calcHist(&hsvtest2, 1, channels, Mat(), hist_test2, 2, histSize, ranges, true, false);
	normalize(hist_test2, hist_test2, 0, 1, NORM_MINMAX, -1, Mat());

	double basebase = compareHist(hist_base, hist_base, CV_COMP_BHATTACHARYYA);
	double basetest1 = compareHist(hist_base, hist_test1, CV_COMP_BHATTACHARYYA);
	double basetest2 = compareHist(hist_base, hist_test2, CV_COMP_BHATTACHARYYA);
	double tes1test2 = compareHist(hist_test1, hist_test2, CV_COMP_BHATTACHARYYA);
	printf("test1 compare with test2 correlation value :%f", tes1test2);

	Mat test12;
	test2.copyTo(test12);
	putText(base, convertToString(basebase), Point(50, 50), CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX, 1, Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_AA);
	putText(test1, convertToString(basetest1), Point(50, 50), CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX, 1, Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_AA);
	putText(test2, convertToString(basetest2), Point(50, 50), CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX, 1, Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_AA);
	putText(test12, convertToString(tes1test2), Point(50, 50), CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX, 1, Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_AA);

	namedWindow("b", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	namedWindow("t1", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	namedWindow("t2", CV_WINDOW_AUTOSIZE);

	imshow("b", base);
	imshow("t1", test1);
	imshow("t2", test2);
	imshow("12", test12);

	waitKey(0);
	return 0;
}

string convertToString(double d) {
	ostringstream os;
	if (os << d)
		return os.str();
	return "invalid conversion";
}


image.png

(三种原图base、test1、test2)


image.png

(CV_COMP_INTERSECT 算法的比较,b为图base和图base比较,t1是图test1和图base、t2是图test2和图base、12是图test1和图test2比较)


image.png

(CV_COMP_CHISQR 算法的比较)


image.png

CV_COMP_CORREL算法的比较


image.png

(CV_COMP_BHATTACHARYYA 算法的比较)


代码说明:


直方图比较方法-概述

对输入的两张图像计算得到直方图H1与H2,归一化到相同的尺度空间然后可以通过计算H1与H2的之间的距离得到两个直方图的相似程度进

而比较图像本身的相似程度。Opencv提供的比较方法有四种:

  • Correlation 相关性比较

  • Chi-Square 卡方比较

  • Intersection 十字交叉性

  • Bhattacharyya distance 巴氏距离


下面依次说明各种算法的数学原理。


直方图比较方法-相关性计算(CV_COMP_CORREL)

image.png


直方图比较方法-卡方计算(CV_COMP_CHISQR)

image.png

直方图比较方法-十字计算(CV_COMP_INTERSECT)

image.png

H1,H2分别表示两个图像的直方图数据


直方图比较方法-巴氏距离计算(CV_COMP_BHATTACHARYYA )

image.png

H1,H2分别表示两个图像的直方图数据


相关API

  • 首先把图像从RGB色彩空间转换到HSV色彩空间cvtColor

  • 计算图像的直方图,然后归一化到[0~1]之间calcHist和normalize;

  • 使用上述四种比较方法之一进行比较compareHist

compareHist(
InputArray h1, // 直方图数据,下同
InputArray H2,
int method// 比较方法,上述四种方法之一
)



--------------------- 

作者:hackpig

来源:www.skcircle.com

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