带微小缩放和旋转的模板匹配

问题提出：

OpenCV并不像Halcon一样提供带有旋转和缩放的的模板匹配。本文对带旋转和缩放的模板匹配问题进行限定，只针对的目标缩放范围为95%到105%，旋转角度为-5度到5度的情况，尝试用opencv解决。

问题分析：

带有旋转和缩放，首先想到使用外轮廓进行Hu矩匹配，然后根据外轮廓周长比例和面积开方的比例确定缩放系数，根据轮廓最小包围旋转矩形的角度差确定旋转角度。这个思路要求目标外轮廓不能对称，比如圆，正方形，长方形这些，同时最小包围矩形也不能是长宽比较接近的长方形甚至正方形，否则无法确定旋转角度（或者多个可能角度一一使用灰度匹配去判断）。但是本文有个限制条件，缩放比例和旋转角度较小。所以另一个思路是搜索的方法，只要找到一个好的的搜索策略，那么算法的时间也是可以接受的。

实现效果

如下图所示，左边是模板，右边是待匹配的目标，有4度的旋转。

左边是带旋转和污损的目标，右边是匹配结果（叠加模板后找到污损区域）。

思路一：Hu矩

使用Hu矩由于限制较多，不能对实现效果中的图进行处理，因此使用如下模板

要从如下图中找出

代码实现：