OpenCV + CPP 系列(廿五)模板匹配(Template Match)

2023-12-16 05:30

本文主要是介绍OpenCV + CPP 系列(廿五)模板匹配(Template Match),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

        • 效果演示

算法详情见: 模板匹配 官方给出了好的示例。

  1. 平方差匹配 method=CV_TM_SQDIFF
    这类方法利用平方差来进行匹配,最好匹配为0.匹配越差,匹配值越大.
    R ( x , y ) = ∑ x ′ , y ′ ( T ( x ′ , y ′ ) − I ( x + x ′ , y + y ′ ) ) 2 R(x,y)= \sum _{x',y'} (T(x',y')-I(x+x',y+y'))^2 R(x,y)=x,y(T(x,y)I(x+x,y+y))2

  2. 标准平方差匹配 method=CV_TM_SQDIFF_NORMED
    R ( x , y ) = ∑ x ′ , y ′ ( T ( x ′ , y ′ ) − I ( x + x ′ , y + y ′ ) ) 2 ∑ x ′ , y ′ T ( x ′ , y ′ ) 2 ⋅ ∑ x ′ , y ′ I ( x + x ′ , y + y ′ ) 2 R(x,y)= \frac{\sum_{x',y'} (T(x',y')-I(x+x',y+y'))^2}{\sqrt{\sum_{x',y'}T(x',y')^2 \cdot \sum_{x',y'} I(x+x',y+y')^2}} R(x,y)=x,yT(x,y)2x,yI(x+x,y+y)2 x,y(T(x,y)I(x+x,y+y))2

  3. 相关匹配 method=CV_TM_CCORR
    这类方法采用模板和图像间的乘法操作,所以较大的数表示匹配程度较高, 0标识最坏的匹配效果.
    R ( x , y ) = ∑ x ′ , y ′ ( T ( x ′ , y ′ ) ⋅ I ( x + x ′ , y + y ′ ) ) R(x,y)= \sum _{x',y'} (T(x',y') \cdot I(x+x',y+y')) R(x,y)=x,y(T(x,y)I(x+x,y+y))

  4. 标准相关匹配 method=CV_TM_CCORR_NORMED
    R ( x , y ) = ∑ x ′ , y ′ ( T ( x ′ , y ′ ) ⋅ I ′ ( x + x ′ , y + y ′ ) ) ∑ x ′ , y ′ T ( x ′ , y ′ ) 2 ⋅ ∑ x ′ , y ′ I ( x + x ′ , y + y ′ ) 2 R(x,y)= \frac{\sum_{x',y'} (T(x',y') \cdot I'(x+x',y+y'))}{\sqrt{\sum_{x',y'}T(x',y')^2 \cdot \sum_{x',y'} I(x+x',y+y')^2}} R(x,y)=x,yT(x,y)2x,yI(x+x,y+y)2 x,y(T(x,y)I(x+x,y+y))

  5. 相关匹配 method=CV_TM_CCOEFF
    这类方法将模版对其均值的相对值与图像对其均值的相关值进行匹配,1表示完美匹配,-1表示糟糕的匹配,0表示没有任何相关性(随机序列).
    R ( x , y ) = ∑ x ′ , y ′ ( T ′ ( x ′ , y ′ ) ⋅ I ( x + x ′ , y + y ′ ) ) R(x,y)= \sum _{x',y'} (T'(x',y') \cdot I(x+x',y+y')) R(x,y)=x,y(T(x,y)I(x+x,y+y))
    其中
    T ′ ( x ′ , y ′ ) = T ( x ′ , y ′ ) − 1 / ( w ⋅ h ) ⋅ ∑ x ′ ′ , y ′ ′ T ( x ′ ′ , y ′ ′ ) I ′ ( x + x ′ , y + y ′ ) = I ( x + x ′ , y + y ′ ) − 1 / ( w ⋅ h ) ⋅ ∑ x ′ ′ , y ′ ′ I ( x + x ′ ′ , y + y ′ ′ ) \begin{array}{l} T'(x',y')=T(x',y') - 1/(w \cdot h) \cdot \sum _{x'',y''} T(x'',y'') \\ I'(x+x',y+y')=I(x+x',y+y') - 1/(w \cdot h) \cdot \sum _{x'',y''} I(x+x'',y+y'') \end{array} T(x,y)=T(x,y)1/(wh)x,yT(x,y)I(x+x,y+y)=I(x+x,y+y)1/(wh)x,yI(x+x,y+y)

  6. 标准相关匹配 method=CV_TM_CCOEFF_NORMED
    R ( x , y ) = ∑ x ′ , y ′ ( T ′ ( x ′ , y ′ ) ⋅ I ′ ( x + x ′ , y + y ′ ) ) ∑ x ′ , y ′ T ′ ( x ′ , y ′ ) 2 ⋅ ∑ x ′ , y ′ I ′ ( x + x ′ , y + y ′ ) 2 R(x,y)= \frac{ \sum_{x',y'} (T'(x',y') \cdot I'(x+x',y+y')) }{ \sqrt{\sum_{x',y'}T'(x',y')^2 \cdot \sum_{x',y'} I'(x+x',y+y')^2} } R(x,y)=x,yT(x,y)2x,yI(x+x,y+y)2 x,y(T(x,y)I(x+x,y+y))

函数签名:

void matchTemplate(
InputArray image,     源图像,必须是8-bit或者32-bit浮点数图像
InputArray templ,     模板图像,类型与输入图像一致
OutputArray result,     输出结果,必须是单通道32位浮点数,假设源图像WxH,模板图像wxh, 则结果必须为W-w+1, H-h+1的大小。
int method,        匹配方法
InputArray mask = noArray()  掩码
);

头文件 quick_opencv.h:声明类与公共函数

#pragma once
#include <opencv2\opencv.hpp>
using namespace cv;class QuickDemo {
public:...void template_match_Demo(Mat& image1, Mat& image2);};

主函数调用该类的公共成员函数

#include <opencv2\opencv.hpp>
#include <quick_opencv.h>
#include <iostream>
using namespace cv;int main(int argc, char** argv) {Mat src1 = imread("D:\\Desktop\\pandas_small22.png");Mat src2 = imread("D:\\Desktop\\pandas_small22_test1.png");if (src1.empty()) {printf("Could not load images src1...\n");return -1;}if (src2.empty()) {printf("Could not load images src2...\n");return -1;}QuickDemo qk;qk.template_match_Demo(src1, src2);waitKey(0);destroyAllWindows();return 0;
}

源文件 quick_demo.cpp:实现类与公共函数

效果演示
#include <quick_opencv.h>
#include <opencv2/dnn.hpp>
#include <iostream>using namespace cv;
using namespace std;class templ_match {
public:Mat image_src;Mat image_tem;const char* OUTPUT_t;const char* MATCH_t;
};static void on_match(int method_index, void* templ_match_) {Mat img_display;templ_match match_info = *((templ_match*)templ_match_);Mat src = match_info.image_src;Mat templ = match_info.image_tem;src.copyTo(img_display);int result_rows = src.rows - templ.rows + 1;int result_cols = src.cols - templ.cols + 1;Mat result = Mat::zeros(src.cols, src.rows, CV_32FC1);matchTemplate(src, templ, result, method_index, Mat());normalize(result, result, 0, 1, NORM_MINMAX, -1, Mat());double minValue, maxValue;Point minLoc, maxLoc;Point matcLoc;minMaxLoc(result, &minValue, &maxValue, &minLoc, &maxLoc, Mat());if ((method_index == TM_SQDIFF) || (method_index == TM_SQDIFF_NORMED)) {matcLoc = minLoc;}else{matcLoc = maxLoc;}rectangle(img_display, matcLoc, Point(matcLoc.x + templ.cols, matcLoc.y + templ.rows), Scalar::all(0), 2, LINE_AA);rectangle(result, matcLoc, Point(matcLoc.x + templ.cols, matcLoc.y + templ.rows), Scalar::all(0), 2, LINE_AA);imshow(match_info.OUTPUT_t, result);imshow(match_info.MATCH_t, img_display);
}void QuickDemo::template_match_Demo(Mat& image, Mat& test1) {const char* OUTPUT_WIN = "result image";const char* MATCH_WIN = "match demo";namedWindow(OUTPUT_WIN, WINDOW_AUTOSIZE);namedWindow(MATCH_WIN, WINDOW_AUTOSIZE);templ_match match_info;match_info.OUTPUT_t = OUTPUT_WIN;match_info.MATCH_t = MATCH_WIN;match_info.image_src = image;match_info.image_tem = test1;int current_Method = 0;createTrackbar("Algo_type", MATCH_WIN, &current_Method, 5, on_match, &match_info);on_match(current_Method, &match_info);
}

在这里插入图片描述

这篇关于OpenCV + CPP 系列(廿五)模板匹配(Template Match)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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