基于相关性的模板匹配NCC

(一)根本思想

  • 是一种基于统计学计算两组样本数据相关性的算法,其取值范围为[-1, 1]之间

(二)原理

  • 对图像来说,每个像素点都可以看出是RGB数值,这样整幅图像就可以看成是一个样本数据的集合,如果它有一个子集与另外一个样本数据相互匹配则它的ncc值为1,表示相关性很高;如果是-1,则表示完全不相关

(三)使用条件

  • 相关性模板匹配应用场合:搜索对象有轻微的变形,大量的纹理,图像模糊等场合,速度快,精度低

  • 该方法也有其局限性,如果与参考图像相比,检测图像的位移、旋转或者缩放比较大,可能会导致匹配失败

  • NCC对遮挡和杂波以及图像中的非线性光照变化非常敏感。如果一个模型在遮挡、杂波或非线性照明变化中被发现,则应该使用基于形状的匹配执行

(四)相关性匹配算子

 /*
 1.创建模板:create_ncc_model()
 2.寻找模板:find_ncc_model()
 3.显示模板:dev_display_ncc_matching_results()
 4.释放模板:clear_ncc_model()
 */

1、create_ncc_model(Template : : NumLevels, AngleStart, AngleExtent, AngleStep, Metric : ModelID)

  • 定义:准备一个NCC模型进行匹配

  • Template:输入的模板图像

  • NumLevels

  • 该参数的作用是确定金字塔层数

  • 首先应该选择尽可能大的对象,因为这样可以显著减少查找对象所需的时间。另一方面,NumLevels的选择必须使模型仍然可识别,并且在金字塔的最高级别上应该包含足够数量的点(至少8个,意思是金字塔层数也不能过大)

  • 检查金字塔层数是否合理的方法:可以使用gen_gauss_pyramid的输出图像进行检查

  • 如果没有生成足够的模型点,则内部减少金字塔层的数量,直到在最高的金字塔层上找到足够的模型点

  • 将NumLevels设置为'auto'或0,将自动确定金字塔的层数。在创建模型后可以使用get_ncc_model_params查询自动计算的金字塔层数

  • 针对金字塔层数设置的过大或过小如何解决?
  • 如果金字塔层的数量选择太大,模型可能无法在图像中识别,或者可能需要在find_ncc_model中为MinScore选择非常低的参数,以便找到模型

  • 如果金字塔层的数量选择过小,在find_ncc_model中找到模型所需的时间可能会增加。在这些情况下,应该通过检查gen_gauss

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