28.模板匹配

1.模板匹配（Template Match）

模板匹配介绍
相关API演示
代码演示

2.模板匹配

• 介绍
• 模板匹配就是在整个图像区域发现与给定子图像匹配的小块区域。
• 所以模板匹配首先需要一个模板图像T（给定的子 图像）
• 另外需要一个待检测的图像-源图像S
• 工作方法，在带检测图像上，从左到右，从上向下计算模板图像与重叠子图像的匹配度，匹配程度越大，两者相同的可能性越大。

3.模板匹配介绍——匹配算法介绍

opencv提供了六种常见的匹配算法

• 计算平方不同
  
• 计算相关性
  
• 计算相关系数
  
  
  （下面归一化的三种方法）
• 计算归一化平方不同
  

值越小，相关性越大

• 计算归一化相关性
  

值越大，相关性越大

• 计算归一化相关系数
  
  上诉公式在opencv中的表示方法
  

4.相关API介绍

4.1

matchTemplate(
InputAurry image,//源图像，必须是8-bit或者32-bit浮点数图像
InputAurry templ,//模板图像，类型必须与输入图像一样
OutputArray result,//输出结果，必须是单通道32为浮点数，
                //假设源图像W*H，模板图像w*h，则结果必须为W-w+1，H-h+1的大小
int method,//使用的匹配方法
InputArrray mask=noArray()
)

4.2 模板匹配的方法

enum cv::TemplateMatchModes{
    cv::TM_SQDIFF=0;
    cv::TM_SQDIFF_NORMED=1;
    cv::TM_CCORR=2;
    cv::TM_CCORR_NORMED=3;
    cv::TM_CCOEFF=4;
    cv::TM_CCOEFF_NORMED=5;
}

4.3 minMaxLoc（）函数

• 查找全局最小和最大数组元素并返回它们的值和它们的位置。

void minMaxLoc(InputArray src, 
               CV_OUT double* minVal,
               CV_OUT double* maxVal=0, 
               CV_OUT Point* minLoc=0,
               CV_OUT Point* maxLoc=0, 
               InputArray mask=noArray()
);

参数1：InputArray类型的src，输入单通道数组（图像）。
参数2：double*类型的minVal，返回最小值的指针。若无须返回，此值置为NULL。
参数3：double*类型的maxVal，返回最大值的指针。若无须返回，此值置为NULL。
参数4：Point*类型的minLoc，返回最小位置的指针（二维情况下）。若无须返回，此值置为NULL。
参数5：Point*类型的maxLoc，返回最大位置的指针（二维情况下）。若无须返回，此值置为NULL。
参数6：InputArray类型的mask，用于选择子阵列的可选掩膜。

5.演示代码：

void Match_Demo(int,void*){
    Mat img_display;
    src.copyTo(img_display);
    int  result_rows = src.rows - temp.rows + 1;
    int  result_cols = src.cols - temp.cols + 1;   
    dst.creat(Size(result_rows),Size(result_cols ),CV_32FC1);
    
    matchTemplate(src,temp,dst,match_method);
    normalize(dst,dst,0,1,NORM_MINMAX,-1,MAT());
    
    double minValue,maxCalue;
    Point minLoc;//最小值的位置
    Point maxLoc;//最大值的位置
    Point matchLoc;
    
    minMaxLoc(dst,&minValue,&maxValue,&minLoc,&maxLoc,MAt());
    //此处要区分方法
    if(match_method==TM_SQDIFF||match_method==TM_SQDIFF_NORMED){
        matchLoc=minLoc;
    }
    else{
        matchLoc=maxLoc;
    }
    
    rectangle(img_display,matchloc,Point(matchLoc.x+temp.cols,
    matchLoc.y+termp.rows),Scalar::all(0),2,LINE_AA);
    
    rectangle(dst,matchloc,Point(matchLoc.x+temp.cols,
    matchLoc.y+termp.rows),Scalar::all(0),2,LINE_AA);
    
    imshow(OUTPUT_T,dst);
    imshow(match_t,img_display);
    return ;
}

6.课外扩展

Point类
matchTemplate函数
各类模板匹配算法的了解

7.出现问题

TM_CCORR匹配出现问题
(原因：这个算法有时候会失真)