Python과 OpenCV – 34 : SURF(Speeded-Up Robust Feature)을 이용한 이미지의 특징점 추출

이 글의 원문은 https://opencv-python-tutroals.readthedocs.io/en/latest/py_tutorials/py_feature2d/py_surf_intro/py_surf_intro.html 입니다.

SURF는 SIFT의 수행 속도를 개선시킨 것으로, 분석에 따르면 대략 3배 정도 빠르다고 합니다.SURF는 이미지가 회전되거나 Blurring 처리가 되었을 때에 사용해도 잘 잘동하지만 밝기가 변경되거나 시점이 변경이 되면 적당하지 않습니다.

OpenCV에서 제공하는 SURF와 관련된 함수를 살펴보겠습니다.

import cv2
import numpy as np

filename = './data/butterfly.jpg'
img = cv2.imread(filename)
gray= cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

surf = cv2.xfeatures2d.SURF_create(50000)

kp, des = surf.detectAndCompute(gray, None)

print(len(kp))

img2 = cv2.drawKeypoints(gray,kp,None,(0,0,255),4)

cv2.imshow('img2', img2)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

위의 코드에서 이미지의 특징점을 추출하기 위한 SURF 기능을 사용하기 위해 8번 코드에서 SURF 객체를 생성합니다. 생성시 받는 인자는 Hessian 임계값으로 이 값이 작을수록 더 많은 특징점이 추출됩니다. 위 예제에서는 추출될 특징점 개수를 줄이기 위해 50000을 지정했으나 실제에서는 300-500 사이의 값을 지정합니다. 12번 코드에서 추출한 특징점의 개수를 출력하고 특징점을 이미지에 그리기 위해 14번 코드가 실행되었습니다. 결과는 다음과 같습니다.

위의 결과를 보면 특징점의 방향도 같이 표시되고 있는데, 방향이 필요없을 경우 속도 향상을 위해 방향 계산은 하지 않도록 할 수 있으며 아래 예제와 같습니다.

import cv2
import numpy as np

filename = './data/butterfly.jpg'
img = cv2.imread(filename)
gray= cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

surf = cv2.xfeatures2d.SURF_create(50000)

surf.setUpright(True)
kp, des = surf.detectAndCompute(gray, None)

print(len(kp))

img2 = cv2.drawKeypoints(gray,kp,None,(0,0,255),4)

cv2.imshow('img2', img2)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

10번 코드를 통해 방향은 항상 위쪽 방향으로 간주하라고 지정합니다. 결과는 아래와 같습니다.

국가지점번호

우리나라의 특정 위치를 나타낼 수 있는 지점번호 체계에 대한 내용입니다. GIS 관련 사업 시에 국가지점번호를 지도에 표현할 때 도움이 되는 자료입니다. 먼저 국가지점 번호에 대한 직관적인 이해를 돕는 그림은 아래와 같습니다.

위의 그림은 일단 전국을 100km 단위의 격자로 나누되, 그 기준점은 별표 표시가 된 (700000, 1300000)입니다. 좌표계는 GRS80 타원체의 UTM-K입니다. 위 그림은 제가 작성한게 아닌데, 어디서 받았는지 기억이 나질 않습니다. 제공해주신 기관(?) 또는 개인에게 감사드립니다.

격자의 간격은 위처럼 100km로 시작하고, 좀더 자세한 위치를 표현하기 위해 아래처럼 10m 단위 간격의 격자로 구성됩니다. 각 격자에 대한 격자번호의 정의는 아래의 그림을 통해 파악할 수 있습니다.

이처럼 국가지점번호는 그 정의가 매우 명확합니다. 해서 국가지점번호를 나타내는 도형일 미리 생성하지 않고도 실시간으로 생성하여 논리적인 개념으로 지도 상에 표현할 수 있습니다.