內容來自OpenCV-Python Tutorials 自己翻譯整理

目標：
使用模板匹配在影象中查詢目標
學習函式cv2.matchTemplate()，cv2.minMaxLoc()

原理：
模板匹配是在一副影象中尋找模板影象的方法。opencv中有函式cv2.matchTemplate()來實現。與2D卷積一樣，它也是用模板影象在輸入影象上滑動（類似視窗），在每一個位置對模板影象和輸入影象的視窗區域進行匹配。具體原理與直方圖的反向投影類似。
opencv提供了幾種不同的匹配方法。
函式文件
- 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

結果返回一個灰度圖，每一個畫素值表示此畫素相鄰區域與模板的匹配程度。

如果輸入影象大小是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式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角的位置，(w,h)是模板矩形的寬度和高度。矩形就是模板區域。

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區域。

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 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()

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-_-

多物件匹配

目標物件出現了很多次，怎麼找？
cv.imMaxLoc()函式只給出最大值和最小值，現在使用閾值來尋找。

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鳳姐~ 結果….
這匹配方法不靠譜嘛…….