模板匹配有基于點、基于灰度值、基于描述符、基于相關性、基于形狀和基于組件的方法。

一般流程：裁剪→創(chuàng)建模板→查找對象→仿射變換→顯示

基于相關性的模板匹配會在創(chuàng)建模板時將模板角度轉換為0°；

創(chuàng)建模板時，基于形狀的模板匹配會將模板角度轉為0°基于匹配模板的術語自動翻譯方法，并將坐標移動到圖像的左上角(0,0))。

基于相關性的模板匹配

1、 演示-模板匹配（基于相關性）-find_ncc_model_exposure

2、 Correlation適用于光照不均和明暗變化的場合（優(yōu)點），但背景不宜太復雜（缺點）。

當照度變化很大時，使用良好的相關性，不要使用基于灰度的。

3、 可以通過調整參數(shù)來改變匹配效果。并且金字塔層數(shù)越??多，搜索速度越快；反之，搜索速度越慢。

4、 相關值越接近1，越相關。

5、 實現(xiàn)模板匹配有兩種方式：①助手②代碼

6、 集合助手-創(chuàng)建參數(shù)→ 相對于create_ncc_model

…////Collection Assistant-Application → 相對于 find_ncc_model

ps：*大匹配數(shù)為0，表示查找所有匹配

7、 創(chuàng)建模板的方式可以是手繪，也可以是blob分析，然后就得拉出來了。減少域（）

8、 助手方法，在圖片中找到飛機（注意我用的圖片，不是視頻）

步：

先看一張圖片-打開配對助手

創(chuàng)建tab-template資源：圖像窗口（或使用文件或采集助手）-繪制ROI區(qū)域-基于互相關選擇

應用選項卡-圖片文件-加載-選擇加載圖片的名稱-（勾選總是查找）-調整*低分

代碼生成-插入代碼

ps：我是來先插入圖片的。如果使用攝像頭，可以直接在抓圖和應用的地方使用抓圖助手。

ps：使用基于互相關，顯示時為框架，如果基于形狀，則顯示為輪廓

ps：使用互相關時，使用灰度圖像?。?！

9、 代碼方法，找到圖中的平面

步：

看圖→繪制ROI區(qū)域→area_center區(qū)域信息→裁剪ROI區(qū)域

創(chuàng)建ncc模板→找到ncc模板→仿射變換→顯示

ps：基于歸一化互相關（NCC）比較兩幅圖像的相似度是一種常見的圖像處理方法。NCC算法可以有效降低光照對圖像比對結果的影響。

ps：學會靈活使用復制粘貼

read_image (Image, 'C:/Users/yuan/Desktop/7.tif')
gen_rectangle2 (ROI_0, 415.916, 176.48, rad(-40.041), 19.9162, 16.9716)
area_center (ROI_0, Area, RowRef, ColumnRef)
reduce_domain (Image, ROI_0, ImageReduced)
dev_display (Image)
dev_set_draw ('margin')
create_ncc_model (ImageReduced, 'auto', rad(0), rad(360), 'auto', 'use_polarity', ModelID)
find_ncc_model (Image, ModelID, rad(0), rad(360), 0.5, 1, 0.5, 'true', 0, Row, Column, Angle, Score)
vector_angle_to_rigid (RowRef, ColumnRef, 0, Row, Column, Angle, HomMat2D)
affine_trans_region (ROI_0, RegionAffineTrans, HomMat2D, 'nearest_neighbor')
dev_display (Image)
dev_display (RegionAffineTrans)

ps：仿射變換函數(shù)剛開始是這樣打的

vector_angle_to_rigid (RowRef, ColumnRef, rad(-40.041), Row, Column, angle, HomMat2D)

affine_trans_region (ROI_0, RegionAffineTrans, HomMat2D,'nearest_neighbor')

這時候就說明模板匹配找到的區(qū)域不是有角度的，不是水平的。

這是因為在創(chuàng)建ncc模板的時候，ROI_0的角度自動轉為0°，所以仿射變換的起始角度應該變成0。記住這種情況在獲取仿射矩陣的時候，起始角度是直接只需填寫0°，并為改變的角度寫下角度。

vector_angle_to_rigid (RowRef, ColumnRef, 0, Row, Column, 角度, HomMat2D)

ps：另外需要注意的就是創(chuàng)建和查找ncc模板的功能，第一次打出來的時候

create_ncc_model (ImageReduced,'auto', 0, 0,'auto','use_polarity', ModelID)

find_ncc_model (Image, ModelID, 0, 0, 0.5, 1, 0.5,'true', 0, Row, Column, Angle, Score)

三、的四個位置是搜索的起始角度和結束角度，這里改成rad(0和rad(360)，像這樣。

find_ncc_model (Image, ModelID, rad(0), rad(360), 0.5, 1, 0.5,'true', 0, Row, Column, Angle ， 分數(shù)）

vector_angle_to_rigid (RowRef, ColumnRef, 0, Row, Column, Angle, HomMat2D)

ps：由于仿射變換，查找ncc目標的函數(shù)第6個位置只能填1（匹配一個），否則會因為格式報錯。

10、 一次代碼匹配多架飛機

read_image (Image, 'C:/Users/yuan/Desktop/7.tif')
gen_rectangle2 (ROI_0, 415.916, 176.48, rad(-40.041), 19.9162, 16.9716)
area_center (ROI_0, Area, RowRef, ColumnRef)
reduce_domain (Image, ROI_0, ImageReduced)
dev_display (Image)
dev_set_draw ('margin')
create_ncc_model (ImageReduced, 'auto', rad(0), rad(360), 'auto', 'use_polarity', ModelID)
find_ncc_model (Image, ModelID, rad(0), rad(360), 0.5, 3, 0.5, 'true', 0, Row, Column, Angle, Score)
if(|Score|>0)
    for Index := 1 to 3 by 1	 
    vector_angle_to_rigid (RowRef, ColumnRef, 0, Row[Index-1], Column[Index-1], Angle[Index-1], HomMat2D)
    affine_trans_region (ROI_0, RegionAffineTrans, HomMat2D, 'nearest_neighbor')
    dev_display (Image)
    dev_display (RegionAffineTrans)
    endfor
endif

ps：匹配了3個平面，所以行、列等值都是3個數(shù)字。

ps：|score|的值 是向量的維度！不是絕對值！

基于灰度值的模板匹配

1、 基于灰度值的目標匹配使用Mean Absolute Differences (MAD)

2、 rad() 函數(shù)將角度轉換為弧度基于匹配模板的術語自動翻譯方法，deg() 函數(shù)將弧度轉換為角度。

3、 disp_arrow() 函數(shù)用于顯示箭頭。注意disp顯示只是一個顯示，在變量窗口是看不到數(shù)值的。

4、 rot 表示旋轉搜索，mg 表示金字塔搜索。

best_match(), best_match_rot(), best_match_mg(), best_match_rot_mg()

fast_match(), fast_match_rot(), fast_match_mg(), fast_match_rot_mg()

基于形狀的模板匹配

教程的前幾課都是關于demo的，我們先來看看demo。

1、 對光線要求高，不適合室外自然光

2、基于形狀的模板匹配創(chuàng)建模板時，ROI的位置自動移動到像素點（0，0)位置，角度旋轉到0°。

3、 創(chuàng)建：

create_shape_model(), create_shape_model_xld(), create_scale_shape_model() / *后這個函數(shù)帶有縮放功能

ps：如果用get_shape_model()創(chuàng)建模板，得到的是xld的輪廓，用于仿射變換函數(shù)中，顯示的圖形為輪廓。affine_trans_contour_xld() 使用這種仿射變換來顯示輪廓。也可以不顯示輪廓而想顯示繪制的矩形框，那么affine_trans_region()函數(shù)，仿射變換之前繪制的roi區(qū)域，注意roi的行列角要填充在仿射前面矩形，而不是 (0,0,0).

ps：創(chuàng)建函數(shù)的第二個參數(shù)金字塔層不要寫1，否則會很難識別（而且應該是失焦，找不到）

4、 查找：

find_shape_model(), find_scale_shape_model(), find_shape_models() / *后這個函數(shù)找到多個模板

5、 仿射變換：

平移和旋轉：vector_angle_to_rigid()

比例：hom_mat2d_scale()

6、 顯示：

dev_disp(圖片)

dev_disp(RegionAffineTrans)

7、 詳細了解demo，學習應用到實戰(zhàn)項目中

ps：輪廓n。形狀、輪廓

8、 演示模板匹配（形狀）-align_measurements()

9、 演示模板匹配（形狀）-create_average_shape_model()：

①channels_to_image(Templates,MultichannelImage)

將多張圖片變成多通道圖片

②mean_n(MultichannelImage,ImageMean)

平均變成通道（然后用平均圖像作為模板進行創(chuàng)建）

10、 演示-模板匹配（形狀）-align_measurements()

write_shape_model(ModelID,'green-dot.shm')

將模板保存在 .shm 文件中，以備將來直接使用

檢查形狀模型（）

檢查模型輪廓

11、 演示-模板匹配（形狀）-create_roi_via_vision()

dev_set_part（左上x，左上y，右下x，右下y）

這之后顯示的圖片都顯示了劃定的區(qū)域

12、 演示-模板匹配（形狀）-create_shape_model_xld()

binary_threshold() //快速二值化

13、 演示-模板匹配（形狀）-inspect_shampoo_label()

添加頻道（）

向區(qū)域添加灰度值

14、 演示-模板匹配（形狀）-matching_coins()

前一個循環(huán)是創(chuàng)建模板，后一個循環(huán)是查找和顯示

15、 演示-模板匹配（形狀）-reuse_model()

write_shape_model()

存儲為.sbm文件（上面是.shm文件，幫助也是shm文件，看不懂，但是這個例子中使用了.sbm文件，我試了一下，可以用)，您可以保存創(chuàng)建的模型。

16、 demo-模板匹配（形狀）-synthetic_circle

如果set_shape_model_para()函數(shù)中的第二個參數(shù)GenParamName是'timeout'，這個函數(shù)的作用就是在時間過去后停止搜索。

油漆_xld(), 油漆區(qū)域()

從輪廓到圖像，從區(qū)域到圖像

17、 demo-模板匹配（形狀）-pm_measure_board

我講了（電路板芯片）定位+測量。通過定位電路板芯片的中心位置和角度，可以定位兩排引腳，用兩個矩形框來選擇。

ps：對于膨脹腐蝕，二值圖是面積的增減，灰度圖是灰度值（亮度）的增減。

18、 demo-模板匹配（形狀）-pm_multiple_models

以后做更多模板完全可以復制粘貼這個例子

inspect_shape_model() 用于檢查模型的輪廓。如果您不滿意，可以在創(chuàng)建后進行修改。使用特征直方圖進行過濾。請注意，選擇該功能時應將 xld 放在前面。

create_shape_model (Image, 5, rad(0), rad(360), 'auto', 'pregeneration', 'use_polarity', 30, 10, ModelID)
get_shape_model_contours (ModelCont, ModelID, 1)
select_shape_xld (ModelCont, ModelContours, 'contlength', 'and', 20, 1000)

下面的代碼是為了方便直接建模，不用修改，然后進行仿射變換然后顯示。

count_obj (ModelContours, NumModel)
count_obj (Models, NumModels)
concat_obj (Models, ModelContours, Models)
IndexS := [IndexS,NumModels + 1]
IndexE := [IndexE,NumModels + NumModel]
ModelIDs := [ModelIDs,ModelID]

用這張圖更容易理解這段代碼。(個人使用)

19、 演示-模板匹配（形狀）-multiple_dxf_model

識別部分和前面的例子一樣，區(qū)別在上半部分。

read_contours_xld_dxf() //這個demo的重點

本demo讀取dxf文件，將輪廓轉換為圖像，然后創(chuàng)建輪廓

20、實戰(zhàn)（實時查找瓶蓋上的文字）：

（基本上，寫重要幾乎很簡單）

①：助手模式：

檢測選項卡-需要點擊執(zhí)行，結果會顯示到檢測選項卡

②：編碼方式：

裁剪（手繪或blob方法）→創(chuàng)建模板→查找識別→仿射變換→顯示

在搜索函數(shù)的下一行添加一個if(|Score|> 1），防止找不到frame時出錯

ps：取消勾選運行模式。連續(xù)運行時，創(chuàng)建模板時左上角顯示的輪廓會消失。

ps：學會靈活使用halcon自己的例子，當成字典來使用。