NG-RANSAC 项目使用教程

NG-RANSAC 项目使用教程

ngransac 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ng/ngransac

1. 项目介绍

NG-RANSAC(Neural-Guided RANSAC)是一种用于从稀疏对应关系中估计对极几何的通用方法。它通过神经网络预测每个数据点(对应关系)的采样概率,从而指导RANSAC选择用于计算模型假设的最小集合。与传统的RANSAC一样,内点计数决定了最终模型。

该项目提供了一个实现NG-RANSAC的代码库,适用于估计基本矩阵或本质矩阵。代码库中包含了一些预训练的网络,涵盖了几个使用案例。为了获得最佳结果,建议根据特定任务、稀疏特征和匹配策略来训练NG-RANSAC。

2. 项目快速启动

安装

NG-RANSAC基于PyTorch,并包含一个自定义的C++扩展。安装步骤如下:

  1. 安装所需的Python包:

    pip install torch==1.2.0 opencv-python==3.4.2
    
  2. 编译并安装C++扩展:

    cd ngransac
    python setup.py install
    

快速启动:Demo脚本

使用ngransac_demo.py脚本可以直观地比较RANSAC和NG-RANSAC在图像对上的效果。你可以使用自己的图像,或者使用项目提供的示例图像。

运行Demo脚本的命令如下:

python ngransac_demo.py -img1 images/demo1.jpg -fl1 900 -img2 images/demo2.jpg -fl2 900

其中,-fl参数表示焦距。该命令将提取每张图像的2000个SIFT特征,进行最近邻匹配,并使用预训练模型运行NG-RANSAC来拟合本质矩阵。同时,也会运行OpenCV的RANSAC进行比较。

3. 应用案例和最佳实践

应用案例

NG-RANSAC广泛应用于计算机视觉领域,特别是在需要从稀疏对应关系中估计对极几何的任务中。例如:

  • 图像匹配:在图像拼接、三维重建等任务中,NG-RANSAC可以提高匹配的准确性和鲁棒性。
  • 相机标定:在相机标定过程中,NG-RANSAC可以帮助更准确地估计相机的内外参数。

最佳实践

  • 数据准备:在训练NG-RANSAC之前,确保数据集中的对应关系已经预先计算并存储,以避免重复的特征检测和匹配。
  • 模型训练:根据具体任务和数据集,调整网络结构和训练参数,以获得最佳性能。
  • 评估与测试:使用ngransac_test.py脚本对整个数据集进行批量测试,以进行定量评估。

4. 典型生态项目

NG-RANSAC作为一个强大的工具,可以与其他计算机视觉项目结合使用,例如:

  • OpenCV:NG-RANSAC可以与OpenCV中的其他图像处理和特征提取工具结合使用,提高整体系统的鲁棒性和准确性。
  • PyTorch:作为基于PyTorch的项目,NG-RANSAC可以与PyTorch生态系统中的其他深度学习模型和工具无缝集成。
  • KITTI数据集:NG-RANSAC可以用于处理KITTI数据集中的图像对,进行相机重定位和三维重建等任务。

通过结合这些生态项目,NG-RANSAC可以在更广泛的计算机视觉应用中发挥作用。

ngransac 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ng/ngransac

创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

### PnP-RANSAC算法的实现和应用 #### 实现原理 PnP-RANSAC (Perspective-n-Point Random Sample Consensus) 是一种用于解决视觉里程计中的姿态估计问题的方法。该方法通过随机采样一致性来筛选出最可能正确的匹配点集,从而提高姿态估计的鲁棒性和准确性。 RANSAC 算法能够有效地处理数据中存在的异常值,在给定一组观测到的2D图像点及其对应的3D世界坐标的情况下,PnP 问题旨在找到相机的姿态参数(旋转和平移)。为了使这个过程更加稳健,通常会先利用 RANSAC 来排除错误匹配[^1]。 具体来说,对于每一轮迭代: - 随机选取最小数量的对应关系作为样本; - 使用这些样本计算初始假设的姿态解; - 测试其余所有点对当前假设的支持度,并统计内点数目; - 记录具有最多支持者的最优模型。 经过多轮这样的操作之后,最终得到的就是一个相对可靠的相机位姿估计结果。 #### 应用实例 在计算机视觉领域,PnP-RANSAC 广泛应用于机器人导航、增强现实等领域。例如,在基于单目摄像头构建的地图环境中,当已知某些特征点的世界位置时,可以采用此技术实时更新机器人的当前位置与方向[^4]。 此外,这种方法也被用来改进三维重建的质量——通过对不同视角下的同一物体进行多次观察并融合其几何信息,可以获得更精确完整的场景表示形式[^3]。 ```python import cv2 import numpy as np def pnp_ransac(kp_2d, kp_3d, camera_matrix): """ Perform PnP-RANSAC to estimate pose. :param kp_2d: List of 2D keypoints in image coordinates :param kp_3d: Corresponding list of 3D world points :param camera_matrix: Camera intrinsic matrix Returns: rvec: Rotation vector tvec: Translation vector """ success, rotation_vector, translation_vector = cv2.solvePnPRansac( objectPoints=np.array([kp_3d]), imagePoints=np.array([kp_2d]), cameraMatrix=camera_matrix, distCoeffs=None) if not success: raise ValueError('Failed to solve PnP problem') return rotation_vector.squeeze(), translation_vector.squeeze() ```
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