Python 机器视觉 - 基于opencv图像模板匹配实现的简单人脸匹配实例演示,matchTemplate的6大模板匹配算法

缺乏、安全感 2022-09-06 00:18 268阅读 0赞

OpenCV 图像匹配算法

  • 第一章:图像模板匹配演示
  • ① 效果展示1
  • ② 效果展示2
  • ③ 实现源码
  • 第二章:六大模板匹配算法
  • ① CV_TM_SQDIFF【平方差匹配】
  • ② CV_TM_SQDIFF_NORMED【标准平方差匹配】
  • ③ CV_TM_CCORR【相关匹配】
  • ④ CV_TM_CCORR_NORMED【标准相关匹配】
  • ⑤ CV_TM_CCOEFF【相关系数匹配】
  • ⑥ CV_TM_CCOEFF_NORMED【标准相关系数匹配】

第一章:图像模板匹配演示

① 效果展示1

这是我要进行匹配的图片:
在这里插入图片描述
匹配后的效果:
在这里插入图片描述

② 效果展示2

这是我要进行匹配的图片:
在这里插入图片描述
匹配后的效果:
在这里插入图片描述

③ 实现源码

实现源码如下:
这里使用了 CV_TM_SQDIFF 算法,调用方法为 cv.TM_SQDIFF

  1. import cv2 as cv
  2. def template_matching(img_match, img, arithmetic_model):
  3. ''' 【作用】 进行图片模板匹配 【参数1】 模板图片 【参数2】 进行匹配的图片 【参数3】 算法模型 【返回】 无 '''
  4. # 进行模板匹配
  5. result = cv.matchTemplate(img, img_match, arithmetic_model)
  6. # 获取最小最大匹配值,还有对应的坐标
  7. min_value, max_value, min_coordinate, max_coordinate = cv.minMaxLoc(result)
  8. # 默认最佳最大值,当算法为CV_TM_SQDIFF或CV_TM_SQDIFF_NORMED时改为最小值
  9. best_coordinate = max_coordinate;
  10. if(arithmetic_model == cv.TM_SQDIFF or arithmetic_model == cv.TM_SQDIFF_NORMED):
  11. best_coordinate = min_coordinate;
  12. # 获取匹配图片的高和宽
  13. m_height, m_width = img_match.shape[:2]
  14. # 矩形的起始点和结束点
  15. r_start = best_coordinate
  16. r_end = (best_coordinate[0] + m_width, best_coordinate[1] + m_height);
  17. # 矩形的颜色和线的宽度
  18. r_color = (0, 0, 0)
  19. r_line_width = 2
  20. # 绘制矩形并展示
  21. cv.rectangle(img, r_start, r_end, r_color, r_line_width)
  22. cv.imshow("Xiao Lanzao", img)
  23. # 传入图片数据
  24. img_match = cv.imread("./image/baidu-ico.png")
  25. img = cv.imread("./image/baidu-sousuo.png")
  26. template_matching(img_match, img, cv.TM_SQDIFF)
  27. cv.waitKey(0)
  28. cv.destroyAllWindows()

第二章:六大模板匹配算法

在一些复杂的场景下,从简单的平方差算法到更复杂的相关系数算法,匹配的准确率会不断提高,但是计算量也同时增加了。

① CV_TM_SQDIFF【平方差匹配】

平方差匹配:CV_TM_SQDIFF
说明:
利用平方差进行匹配。
特点:系数越小匹配程度越好,最小值 0
公式如下:
在这里插入图片描述

② CV_TM_SQDIFF_NORMED【标准平方差匹配】

标准平方差匹配:CV_TM_SQDIFF_NORMED
特点同上①。
公式如下:
标准平方差匹配

③ CV_TM_CCORR【相关匹配】

相关匹配:CV_TM_CCORR
利用模板和图像间的乘法操作。
特点: 系数越高匹配效果越好,最小值 0
公式如下:
在这里插入图片描述

④ CV_TM_CCORR_NORMED【标准相关匹配】

标准相关匹配:CV_TM_CCORR_NORMED
特点同③。
公式如下:
在这里插入图片描述
其中:
在这里插入图片描述

⑤ CV_TM_CCOEFF【相关系数匹配】

相关系数匹配 CV_TM_CCOEFF
利用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。
特点: 系数越高匹配系数越好,最大值为 1,最小为 -1
公式如下:
在这里插入图片描述
其中:
在这里插入图片描述

⑥ CV_TM_CCOEFF_NORMED【标准相关系数匹配】

标准相关系数匹配:CV_TM_CCOEFF_NORMED
特点同上⑤。
公式如下:
在这里插入图片描述
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