python opencv入門 模板匹配（26）__python

內容來自OpenCV-Python Tutorials 自己翻譯整理

目標：
使用模板匹配在映像中尋找目標
學習函數cv2.matchTemplate()，cv2.minMaxLoc()

原理：
模板匹配是在一副映像中尋找模板映像的方法。opencv中有函數cv2.matchTemplate()來實現。與2D卷積一樣，它也是用模板映像在輸入映像上滑動（類似視窗），在每一個位置對模板映像和輸入映像的視窗地區進行匹配。具體原理與長條圖的反向投影類似。
opencv提供了幾種不同的匹配方法。
函數文檔
- CV_TM_SQDIFF 平方差匹配法：該方法採用平方差來進行匹配；最好的匹配值為0；匹配越差，匹配值越大。
- CV_TM_SQDIFF_NORMED 相關匹配法：該方法採用乘法操作；數值越大表明匹配程度越好。
- CV_TM_CCORR 相關係數匹配法：1表示完美的匹配；-1表示最差的匹配。
- CV_TM_CCORR_NORMED 歸一化平方差匹配法
- CV_TM_CCOEFF 歸一化相關匹配法
- CV_TM_CCOEFF_NORMED 歸一化相關係數匹配法

每種方法對應不同的計算公式。公式略

結果返回一個灰階圖，每一個像素值表示此像素相鄰地區與模板的匹配程度。

如果輸入映像大小是W×H，模板大小是w×h，輸出結果的大小事(W-w+1,H-h+1)。得到此結果後可以使用函數cv2.minMaxLoc()來找到其中的最小值和最大值的位置。第一個值為矩形左上方的位置，(w,h)是模板矩形的寬度和高度。矩形就是模板地區。

如果使用的比較方法是 cv2.TM_SQDIFF，那麼最小值對應的位置是匹配地區。

使用opencv進行模板匹配

來個有意思的

在一堆鳳姐裡面找到蔡依林（最後一排第三個，如果我眼睛沒瞎）

截個圖，把蔡依林截出來

import cv2import numpy as npfrom matplotlib import pyplot as pltimg = cv2.imread('16.jpg',0)print(img.shape)img2 = img.copy()template = cv2.imread('166.jpg',0)w, h = template.shape[::-1]# All the 6 methods for comparison in a listmethods = ['cv2.TM_CCOEFF', 'cv2.TM_CCOEFF_NORMED', 'cv2.TM_CCORR',            'cv2.TM_CCORR_NORMED', 'cv2.TM_SQDIFF', 'cv2.TM_SQDIFF_NORMED']for meth in methods:    img = img2.copy()    method = eval(meth)    # Apply template Matching    res = cv2.matchTemplate(img,template,method)#    print(res.shape)    min_val, max_val, min_loc, max_loc = cv2.minMaxLoc(res)#找到最大值和最小值    print(cv2.minMaxLoc(res))    # If the method is TM_SQDIFF or TM_SQDIFF_NORMED, take minimum    if method in [cv2.TM_SQDIFF, cv2.TM_SQDIFF_NORMED]:        top_left = min_loc    else:        top_left = max_loc    bottom_right = (top_left[0] + w, top_left[1] + h)    cv2.rectangle(img,top_left, bottom_right, 255, 2)    plt.subplot(121),plt.imshow(res,cmap = 'gray')    plt.title('Matching Result'), plt.xticks([]), plt.yticks([])    plt.subplot(122),plt.imshow(img,cmap = 'gray')    plt.title('Detected Point'), plt.xticks([]), plt.yticks([])    plt.suptitle(meth)    plt.show()

結果不是很理想，居然找不準。看來鳳姐和蔡依林長的確實不太好分辨-_-

多個物件匹配

目標對象出現了很多次，怎麼找。
cv.imMaxLoc()函數只給出最大值和最小值，現在使用閾值來尋找。

import cv2import numpy as npfrom matplotlib import pyplot as pltimg_rgb = cv2.imread('17.jpg')img_gray = cv2.cvtColor(img_rgb, cv2.COLOR_BGR2GRAY)template = cv2.imread('177.jpg',0)w, h = template.shape[::-1]res = cv2.matchTemplate(img_gray,template,cv2.TM_CCOEFF_NORMED)threshold = 0.25loc = np.where( res >= threshold)for pt in zip(*loc[::-1]):    cv2.rectangle(img_rgb, pt, (pt[0] + w, pt[1] + h), (0,0,255), 2)cv2.imwrite('res.png',img_rgb)

本想找到除了蔡依林以外的所有鳳姐~ 結果….
這匹配方法不靠譜嘛…….