hc
2023-12-09 b22da3d8526a935aa31e086e63f60ff3246cb61c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
/*M///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
//  IMPORTANT: READ BEFORE DOWNLOADING, COPYING, INSTALLING OR USING.
//
//  By downloading, copying, installing or using the software you agree to this license.
//  If you do not agree to this license, do not download, install,
//  copy or use the software.
//
//
//                           License Agreement
//                For Open Source Computer Vision Library
//
// Copyright (C) 2000-2008, Intel Corporation, all rights reserved.
// Copyright (C) 2009-2011, Willow Garage Inc., all rights reserved.
// Third party copyrights are property of their respective owners.
//
// Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification,
// are permitted provided that the following conditions are met:
//
//   * Redistribution's of source code must retain the above copyright notice,
//     this list of conditions and the following disclaimer.
//
//   * Redistribution's in binary form must reproduce the above copyright notice,
//     this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
//     and/or other materials provided with the distribution.
//
//   * The name of the copyright holders may not be used to endorse or promote products
//     derived from this software without specific prior written permission.
//
// This software is provided by the copyright holders and contributors "as is" and
// any express or implied warranties, including, but not limited to, the implied
// warranties of merchantability and fitness for a particular purpose are disclaimed.
// In no event shall the Intel Corporation or contributors be liable for any direct,
// indirect, incidental, special, exemplary, or consequential damages
// (including, but not limited to, procurement of substitute goods or services;
// loss of use, data, or profits; or business interruption) however caused
// and on any theory of liability, whether in contract, strict liability,
// or tort (including negligence or otherwise) arising in any way out of
// the use of this software, even if advised of the possibility of such damage.
//
//M*/
 
#ifndef OPENCV_VIDEOSTAB_GLOBAL_MOTION_HPP
#define OPENCV_VIDEOSTAB_GLOBAL_MOTION_HPP
 
#include <vector>
#include <fstream>
#include "opencv2/core.hpp"
#include "opencv2/features2d.hpp"
#include "opencv2/opencv_modules.hpp"
#include "opencv2/videostab/optical_flow.hpp"
#include "opencv2/videostab/motion_core.hpp"
#include "opencv2/videostab/outlier_rejection.hpp"
 
#ifdef HAVE_OPENCV_CUDAIMGPROC
#  include "opencv2/cudaimgproc.hpp"
#endif
 
namespace cv
{
namespace videostab
{
 
//! @addtogroup videostab_motion
//! @{
 
/** @brief Estimates best global motion between two 2D point clouds in the least-squares sense.
 
@note Works in-place and changes input point arrays.
 
@param points0 Source set of 2D points (32F).
@param points1 Destination set of 2D points (32F).
@param model Motion model (up to MM_AFFINE).
@param rmse Final root-mean-square error.
@return 3x3 2D transformation matrix (32F).
 */
CV_EXPORTS Mat estimateGlobalMotionLeastSquares(
        InputOutputArray points0, InputOutputArray points1, int model = MM_AFFINE,
        float *rmse = 0);
 
/** @brief Estimates best global motion between two 2D point clouds robustly (using RANSAC method).
 
@param points0 Source set of 2D points (32F).
@param points1 Destination set of 2D points (32F).
@param model Motion model. See cv::videostab::MotionModel.
@param params RANSAC method parameters. See videostab::RansacParams.
@param rmse Final root-mean-square error.
@param ninliers Final number of inliers.
 */
CV_EXPORTS Mat estimateGlobalMotionRansac(
        InputArray points0, InputArray points1, int model = MM_AFFINE,
        const RansacParams &params = RansacParams::default2dMotion(MM_AFFINE),
        float *rmse = 0, int *ninliers = 0);
 
/** @brief Base class for all global motion estimation methods.
 */
class CV_EXPORTS MotionEstimatorBase
{
public:
    virtual ~MotionEstimatorBase() {}
 
    /** @brief Sets motion model.
 
    @param val Motion model. See cv::videostab::MotionModel.
     */
    virtual void setMotionModel(MotionModel val) { motionModel_ = val; }
 
    /**
    @return Motion model. See cv::videostab::MotionModel.
    */
    virtual MotionModel motionModel() const { return motionModel_; }
 
    /** @brief Estimates global motion between two 2D point clouds.
 
    @param points0 Source set of 2D points (32F).
    @param points1 Destination set of 2D points (32F).
    @param ok Indicates whether motion was estimated successfully.
    @return 3x3 2D transformation matrix (32F).
     */
    virtual Mat estimate(InputArray points0, InputArray points1, bool *ok = 0) = 0;
 
protected:
    MotionEstimatorBase(MotionModel model) { setMotionModel(model); }
 
private:
    MotionModel motionModel_;
};
 
/** @brief Describes a robust RANSAC-based global 2D motion estimation method which minimizes L2 error.
 */
class CV_EXPORTS MotionEstimatorRansacL2 : public MotionEstimatorBase
{
public:
    MotionEstimatorRansacL2(MotionModel model = MM_AFFINE);
 
    void setRansacParams(const RansacParams &val) { ransacParams_ = val; }
    RansacParams ransacParams() const { return ransacParams_; }
 
    void setMinInlierRatio(float val) { minInlierRatio_ = val; }
    float minInlierRatio() const { return minInlierRatio_; }
 
    virtual Mat estimate(InputArray points0, InputArray points1, bool *ok = 0) CV_OVERRIDE;
 
private:
    RansacParams ransacParams_;
    float minInlierRatio_;
};
 
/** @brief Describes a global 2D motion estimation method which minimizes L1 error.
 
@note To be able to use this method you must build OpenCV with CLP library support. :
 */
class CV_EXPORTS MotionEstimatorL1 : public MotionEstimatorBase
{
public:
    MotionEstimatorL1(MotionModel model = MM_AFFINE);
 
    virtual Mat estimate(InputArray points0, InputArray points1, bool *ok = 0) CV_OVERRIDE;
 
private:
    std::vector<double> obj_, collb_, colub_;
    std::vector<double> elems_, rowlb_, rowub_;
    std::vector<int> rows_, cols_;
 
    void set(int row, int col, double coef)
    {
        rows_.push_back(row);
        cols_.push_back(col);
        elems_.push_back(coef);
    }
};
 
/** @brief Base class for global 2D motion estimation methods which take frames as input.
 */
class CV_EXPORTS ImageMotionEstimatorBase
{
public:
    virtual ~ImageMotionEstimatorBase() {}
 
    virtual void setMotionModel(MotionModel val) { motionModel_ = val; }
    virtual MotionModel motionModel() const { return motionModel_; }
 
    virtual Mat estimate(const Mat &frame0, const Mat &frame1, bool *ok = 0) = 0;
 
protected:
    ImageMotionEstimatorBase(MotionModel model) { setMotionModel(model); }
 
private:
    MotionModel motionModel_;
};
 
class CV_EXPORTS FromFileMotionReader : public ImageMotionEstimatorBase
{
public:
    FromFileMotionReader(const String &path);
 
    virtual Mat estimate(const Mat &frame0, const Mat &frame1, bool *ok = 0) CV_OVERRIDE;
 
private:
    std::ifstream file_;
};
 
class CV_EXPORTS ToFileMotionWriter : public ImageMotionEstimatorBase
{
public:
    ToFileMotionWriter(const String &path, Ptr<ImageMotionEstimatorBase> estimator);
 
    virtual void setMotionModel(MotionModel val) CV_OVERRIDE { motionEstimator_->setMotionModel(val); }
    virtual MotionModel motionModel() const CV_OVERRIDE { return motionEstimator_->motionModel(); }
 
    virtual Mat estimate(const Mat &frame0, const Mat &frame1, bool *ok = 0) CV_OVERRIDE;
 
private:
    std::ofstream file_;
    Ptr<ImageMotionEstimatorBase> motionEstimator_;
};
 
/** @brief Describes a global 2D motion estimation method which uses keypoints detection and optical flow for
matching.
 */
class CV_EXPORTS KeypointBasedMotionEstimator : public ImageMotionEstimatorBase
{
public:
    KeypointBasedMotionEstimator(Ptr<MotionEstimatorBase> estimator);
 
    virtual void setMotionModel(MotionModel val) CV_OVERRIDE { motionEstimator_->setMotionModel(val); }
    virtual MotionModel motionModel() const CV_OVERRIDE { return motionEstimator_->motionModel(); }
 
    void setDetector(Ptr<FeatureDetector> val) { detector_ = val; }
    Ptr<FeatureDetector> detector() const { return detector_; }
 
    void setOpticalFlowEstimator(Ptr<ISparseOptFlowEstimator> val) { optFlowEstimator_ = val; }
    Ptr<ISparseOptFlowEstimator> opticalFlowEstimator() const { return optFlowEstimator_; }
 
    void setOutlierRejector(Ptr<IOutlierRejector> val) { outlierRejector_ = val; }
    Ptr<IOutlierRejector> outlierRejector() const { return outlierRejector_; }
 
    virtual Mat estimate(const Mat &frame0, const Mat &frame1, bool *ok = 0) CV_OVERRIDE;
    Mat estimate(InputArray frame0, InputArray frame1, bool *ok = 0);
 
private:
    Ptr<MotionEstimatorBase> motionEstimator_;
    Ptr<FeatureDetector> detector_;
    Ptr<ISparseOptFlowEstimator> optFlowEstimator_;
    Ptr<IOutlierRejector> outlierRejector_;
 
    std::vector<uchar> status_;
    std::vector<KeyPoint> keypointsPrev_;
    std::vector<Point2f> pointsPrev_, points_;
    std::vector<Point2f> pointsPrevGood_, pointsGood_;
};
 
#if defined(HAVE_OPENCV_CUDAIMGPROC) && defined(HAVE_OPENCV_CUDAOPTFLOW)
 
class CV_EXPORTS KeypointBasedMotionEstimatorGpu : public ImageMotionEstimatorBase
{
public:
    KeypointBasedMotionEstimatorGpu(Ptr<MotionEstimatorBase> estimator);
 
    virtual void setMotionModel(MotionModel val) CV_OVERRIDE { motionEstimator_->setMotionModel(val); }
    virtual MotionModel motionModel() const CV_OVERRIDE { return motionEstimator_->motionModel(); }
 
    void setOutlierRejector(Ptr<IOutlierRejector> val) { outlierRejector_ = val; }
    Ptr<IOutlierRejector> outlierRejector() const { return outlierRejector_; }
 
    virtual Mat estimate(const Mat &frame0, const Mat &frame1, bool *ok = 0) CV_OVERRIDE;
    Mat estimate(const cuda::GpuMat &frame0, const cuda::GpuMat &frame1, bool *ok = 0);
 
private:
    Ptr<MotionEstimatorBase> motionEstimator_;
    Ptr<cuda::CornersDetector> detector_;
    SparsePyrLkOptFlowEstimatorGpu optFlowEstimator_;
    Ptr<IOutlierRejector> outlierRejector_;
 
    cuda::GpuMat frame0_, grayFrame0_, frame1_;
    cuda::GpuMat pointsPrev_, points_;
    cuda::GpuMat status_;
 
    Mat hostPointsPrev_, hostPoints_;
    std::vector<Point2f> hostPointsPrevTmp_, hostPointsTmp_;
    std::vector<uchar> rejectionStatus_;
};
 
#endif // defined(HAVE_OPENCV_CUDAIMGPROC) && defined(HAVE_OPENCV_CUDAOPTFLOW)
 
/** @brief Computes motion between two frames assuming that all the intermediate motions are known.
 
@param from Source frame index.
@param to Destination frame index.
@param motions Pair-wise motions. motions[i] denotes motion from the frame i to the frame i+1
@return Motion from the Source frame to the Destination frame.
 */
CV_EXPORTS Mat getMotion(int from, int to, const std::vector<Mat> &motions);
 
//! @}
 
} // namespace videostab
} // namespace cv
 
#endif