机器学习图像特征提取

Question

机器学习中灰度图像特征提取存在问题。

我有一张从彩色图像转换而来的灰色图像。

from PIL import Image
img = Image.open('source.png').convert('LA')
img.save('greyscalesource.png')

image2 = imread('greyscalesource.png')
print("The type of this input is {}".format(type(image)))
print("Shape: {}".format(image2.shape))
plt.imshow(image2)

输出是：

我实际上需要从这张灰色图片中提取特征，因为下一部分是关于训练具有此特征的模型以预测图像的彩色形式。

我们不能使用任何深度学习库

有一些方法，例如 SIFT ORB FAST... 但我真的不知道如何为我的目标提取特征。

#ORB
orb = cv2.ORB_create()
#keypoints and descriptors
kpO, desO = orb.detectAndCompute(img, None)
img7 = cv2.drawKeypoints(img, kpO, 1, flags=cv2.DRAW_MATCHES_FLAGS_DRAW_RICH_KEYPOINTS)
cv2.imwrite('_ORB.jpg',img7)

以上代码的输出是正确的。

有什么解决方案或想法我该怎么做？

Answer 1

您行中的描述符 des0：

kpO, desO = orb.detectAndCompute(img, None)

是您需要用于 ML 算法的功能。

以下是使用 ML 的 knn 算法对立体图像对进行基于密集 SIFT 的匹配的示例：

输入图像：

读取输入图像并分割立体图像

import cv2
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

def split_input_image(im):
    im1 = im[:,:int(im.shape[1]/2)]
    im2 = im[:,int(im.shape[1]/2):im.shape[1]]
    # Convert to grayscale
    g_im1 = cv2.cvtColor(im1, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    g_im2 = cv2.cvtColor(im2, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    return im1, im2, g_im1, g_im2

im = cv2.imread('../input_data/Stereo_Pair.jpg')
im1, im2, g_im1, g_im2 = split_input_image(im)

编写密集筛选函数

def dense_sift(gray_im):
    sift = cv2.xfeatures2d.SIFT_create()
    step_size = 5
    kp = [cv2.KeyPoint(x,y,step_size) for y in range(0,gray_im.shape[0],step_size)
                                      for x in range(0,gray_im.shape[1],step_size)]
    k,feat = sift.compute(gray_im,kp) # keypoints and features
    return feat, kp

创建一个相似尺寸的空模板图像来可视化筛选匹配

visualize_sift_matches = np.zeros([im1.shape[0],im1.shape[1]])

获取灰度图像的特征和关键点（我的顺序颠倒了。不要混淆。）

f1, kp1 = dense_sift(g_im1)
f2, kp2 = dense_sift(g_im2)

使用 kNN 从两个特征集中获取匹配

bf = cv2.BFMatcher()
matches = bf.knnMatch(f1,f2,k=2)

找到最小阈值的常见匹配

common_matches = []
for m,n in matches:
    if m.distance < 0.8 * n.distance:
        common_matches.append([m])

将两张图片并置并连接关键点

visualize_sift_matches = cv2.drawMatchesKnn(im1, kp1, im2, kp2, common_matches,
visualize_sift_matches, flags=2)

可视化

plt.imshow(visualize_sift_matches)
plt.show()