基于MatlabGUI的Harris角点检测程序

基于MatlabGUI的Harris角点检测程序

作 者: Bugzhao Mailto: bugzhao@ QQ:88576613 发表时间: 2005-2-17

内容概要: 我写的一个使用matlab制作的角点检测程序

图片支持格式：jpg、bmp、tif等格式的灰度、彩色图片 目前仅实现了harris检测器

最终将实现四种角点检测算法

包括经典的harris、基于canny边缘检测和弧度、

基于多分辨率、基于SUSAN

本文分三部分

第一部分简要介绍图像处理理论中的角点检测

第二部分介绍matlab GUI编程

第三部分介绍本程序的完整实现

Part(1)

角点检测(corner detection/extration)经常被用于作为特征提取的第一步。比如在制作一个全景图拼接程序中，我们可以首先检测邻接图片的角点，然后在这些角点中进行适当选择排除，最终形成两幅图片的特征点对。接下来可以根据这些特征点对来计算邻接图片的变换矩阵（一般使用仿射变换来近似投影变换），最终经图像融合技术就可以得到全景图。

角点检测大体有两种思路，一种是直接基于灰度，另一种是先检测边缘，然后计算弧度的局部极大值得到角点。后者对噪声有较好的抗干扰性能。

本课题中首先来实现harris角点检测算法

首先来看最为经典的Moravec算法。算法思路是计算图像灰度在任意方向上的变化，使用一个移动窗口，在像素点的4个方向进行移动，然后求最小E值的局部最大值。在均匀灰度中，E值在各个方向都很小；在边缘处，最小值依赖于边缘的方向，可以想像E值变化有大有小；而在角点处，每个方向的E值变化都较大。

所以检测4个方向中E值变化最小的那个量，如果它仍大于某一给定阈值，即可认为此点为角点。这就是Moravec算法的思路。

以上公式即为E值计算公式。W为窗口，I为像素。Moravec算法的思想可以直观的理解。

Harris在此算法的基础之上进行了改进，他利用泰勒级数展开方法将移动方向进行了扩展使之不再局限，同时引入了一种平滑因子，增强了抗干扰能力。

关于算法的梗概介绍到此

更加详细的介绍请参见harris的原文：

C. Harris and M. Stephens, A combined corner and edge detector, Fourth Alvey Vision Conference, pp.147-151, 1988.

Part(2)

先来看看程序界面：

利用matlab进行GUI程序设计的步骤：

1，输入guide，进入layout设计界面，进行控件排布的外观设计 2，为每个控件链接上代码

介绍GUI设计的文章很多，我这里以FAQ的形式讲述一下。

首先如何制作一个按钮？

第一步将按钮图标拖入，然后设置图标属性

调整按钮属性：

接下来，如何为按钮的响应链接一个响应函数？

就是在这个Callback里设置的

这样就进入了响应函数设计部分。怎么样，十分简单吧。

hObject这里就是这个按钮的句柄，而handles是一种和次figure相关连的结构体，用于存放传递参数。我们就可以在此书写函数语句了。比如输入：

prompt = {"Enter a number"};

dlg_title = "Input test";

num_lines= 1;

def = {"1"};

answer = inputdlg(prompt,dlg_title,num_lines,def);

val=str2num(answer{1});

disp(val)

这里顺便介绍一下inputdlg，这是一个类似于VCVB中的弹出对话框的东东，可以接收用户输入参数。上述语句可以将用户输入保存在val中，并在命令行窗口中显示结果。如下：

这里1是默认值，如果用户直接按回车则接收此作为输入

本程序还用到了popupmenu，大家可以参考第三部分的源代码。

另外还有一个重要的函数：

[FileName,PathName] = uigetfile("*.bmp","Select BMP file"); 本函数弹出一个文件选择对话框并返回文件完整路径。

GUI的介绍到此结束

Part(3)

现在来看看如何编写完整的代码

首先，设计figure文件，最终做成如下界面：

完整matlab代码如下：

function varargout = cornerdetect(varargin)

gui_Singleton = 1;

gui_State = struct("gui_Name", mfilename, ...

"gui_Singleton", gui_Singleton, ...

"gui_OpeningFcn", @cornerdetect_OpeningFcn, ...

"gui_OutputFcn", @cornerdetect_OutputFcn, ...

"gui_LayoutFcn", [] , ...

"gui_Callback", []);

if nargin & isstr(varargin{1})

gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});

end

if nargout

[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

else

gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

end

% --- Executes just before cornerdetect is made visible.

function cornerdetect_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)

%set initial parameters

handles.output = hObject;

handles.type1=1;

handles.type2=1;

set(handles.button_detectcorner1,"Enable","Off");

set(handles.popupmenu_selectdetector1,"Enable","Off");

set(handles.button_detectcorner2,"Enable","Off");

set(handles.popupmenu_selectdetector2,"Enable","Off");

% Update handles structure

guidata(hObject, handles);

% UIWAIT makes cornerdetect wait for user response (see UIRESUME)

% uiwait(handles.figure1);

function varargout = cornerdetect_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)

varargout{1} = handles.output;

% --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- function button_loadimage1_Callback(hObject, eventdata, handles)

[FileName,PathName] = uigetfile("*.bmp","Select BMP file");

[handles.i1,handles.map1,handles.g1,handles.d1]=loadimage(PathName,FileName); imageshow(handles.i1,handles.map1,handles.axes1);

set(handles.popupmenu_selectdetector1,"Enable","On");

set(handles.button_detectcorner1,"Enable","On");

guidata(gcf,handles);

% --- Executes during object creation, after setting all properties.

function popupmenu_selectdetector1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)

if ispc

set(hObject,"BackgroundColor","white");