python opencv入门 模板匹配（26）

内容来自OpenCV-Python Tutorials 自己翻译整理

目标：
使用模板匹配在图像中查找目标
学习函数cv2.matchTemplate()，cv2.minMaxLoc()

原理：
模板匹配是在一副图像中寻找模板图像的方法。opencv中有函数cv2.matchTemplate()来实现。与2D卷积一样，它也是用模板图像在输入图像上滑动（类似窗口），在每一个位置对模板图像和输入图像的窗口区域进行匹配。具体原理与直方图的反向投影类似。
opencv提供了几种不同的匹配方法。
函数文档
- CV_TM_SQDIFF 平方差匹配法：该方法采用平方差来进行匹配；最好的匹配值为0；匹配越差，匹配值越大。
- CV_TM_SQDIFF_NORMED 相关匹配法：该方法采用乘法操作；数值越大表明匹配程度越好。
- CV_TM_CCORR 相关系数匹配法：1表示完美的匹配；-1表示最差的匹配。
- CV_TM_CCORR_NORMED 归一化平方差匹配法
- CV_TM_CCOEFF 归一化相关匹配法
- CV_TM_CCOEFF_NORMED 归一化相关系数匹配法

每种方法对应不同的计算公式。公式略

结果返回一个灰度图，每一个像素值表示此像素相邻区域与模板的匹配程度。

如果输入图像大小是W×H，模板大小是w×h，输出结果的大小事(W-w+1,H-h+1)。得到此结果后可以使用函数cv2.minMaxLoc()来找到其中的最小值和最大值的位置。第一个值为矩形左上角的位置，(w,h)是模板矩形的宽度和高度。矩形就是模板区域。

如果使用的比较方法是 cv2.TM_SQDIFF，那么最小值对应的位置是匹配区域。

使用opencv进行模板匹配

来个有意思的

在一堆凤姐里面找到蔡依林（最后一排第三个，如果我眼睛没瞎）

截个图，把蔡依林截出来

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = 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 list
methods = ['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()

结果不是很理想，居然找不准。看来凤姐和蔡依林长的确实不太好分辨-_-

多对象匹配

目标对象出现了很多次，怎么找？
cv.imMaxLoc()函数只给出最大值和最小值，现在使用阈值来寻找。

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
img_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 = 0.25

loc = 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凤姐~ 结果….
这匹配方法不靠谱嘛…….