第28课 模板匹配（TemplateMatch）

1. 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。
  

1.1模板匹配的算法介绍

• 0到5分别为：平方差、归一化平方差、相关系数（会出现失真的情况，慎用）、归一化相关系数、互相关、归一化互相关。
  
• 算法对应的公式：
  

2. 相关API

2.1模板匹配matchTemplate()

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,//使用的匹配方法，即上述六种之一，因为归一化的结果在0到1之间，便于设置阈值，所以推荐使用归一化的方法。

InputArray mask=noArray()//(optional)
)

2.2在矩阵中需找全局的最大最小数minMaxLoc()

void minMaxLoc(
InputArray src,//输入的单通道矩阵。

 double* minVal, //指向返回的最小值的指针。NULL为不要求。
 
 double* maxVal=0,//指向返回的最大值的指针。NULL为不要求。
 
  Point* minLoc=0,//指向返回最小值的位置（2d情况下），NULL为不要求
   
  Point* maxLoc=0, //指向返回最大值的位置（2d情况下），NULL为不要求
  
  InputArray mask=noArray()//用于指定下级矩阵的操作掩码。
  )

• 该函数不适用于多通道矩阵，如果你需要寻找所以通道的全局最大最小值，可首先使用Mat::reshape()重新诠释为但通道矩阵。如果你要检测特殊的同道可使用一下函数 ImageCOT(),minChannels(),spilt().
• 特别注意，返回的极值为double型。

3. 例程

#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<iostream>
#include<math.h>

using  namespace cv;
using namespace std;

int main() {
	//输入模板图像temp和待检测图像src并显示
	Mat src,temp, dst;
	src = imread("D:/resource/images/face.jpg");
	temp = imread("D:/resource/images/temp.jpg");
	if (src.empty()) printf("src couldn't be loaded...");
	if (temp.empty()) printf("temp couldn't be loaded...");
	imshow("input", src);
	namedWindow("temp", WINDOW_NORMAL);
	imshow("temp", temp);

	//模板匹配
	int width = src.cols - temp.cols + 1;
	int height = src.rows - temp.rows + 1;
	Mat result(Size(width, height), CV_32FC1);
	int method = TM_SQDIFF_NORMED;
	matchTemplate(src, temp, result, method, Mat());

	//在待测图像中框出模板
	Point MinPoint;
	Point MaxPoint;
	Point FinalPoint;
	double min, max;
	minMaxLoc(result, &min, &max, &MinPoint, &MaxPoint);//获取result图像中像素的最大最小值，及所在位置
	if (method == TM_SQDIFF || method == TM_SQDIFF_NORMED) FinalPoint = MinPoint;
	else FinalPoint = MaxPoint;//如果采用平方差或平方差归一化的方法，像素最小值点为矩形框的左上角；否则像素最大值点为矩形框的左上角
	rectangle(src, Rect(FinalPoint, Size(temp.cols, temp.rows)), Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_8);
	imshow("output", src);

	waitKey(0);
	return 0;




}