在图像中定位模板

Question

我有一张图片和一个模板。我想知道这个模板是否存在于这张图片中，如果存在，它在图片中的位置在哪里。就像这些图片一样：

http://www-cgrl.cs.mcgill.ca/~godfried/teaching/cg-projects/98/normand/ex1-model-bit.gif http://www-cgrl.cs.mcgill.ca/~godfried/teaching/cg-projects/98/normand/ex1-image-bit.gif

这将是结果： http://www-cgrl.cs.mcgill.ca/~godfried/teaching/cg-projects/98/normand/sc1-match.gif 这些图片来自于这个页面： http://www-cgrl.cs.mcgill.ca/~godfried/teaching/cg-projects/98/normand/main.html 有提到Rucklidge的算法，但我没有找到相关信息。

我不需要旋转超过15度或缩放超过20%（无论是放大还是缩小）。最好的方法是什么？

我有一个黑色像素列表，形成了图像的边缘，还有另一个像素列表，形成了模板。我只是想找到一种简单的方法，以找到模板图像像素列表的最佳（x，y）偏移量，使它们尽可能接近形成图像的像素。一些容差会很好，以允许少量缩放或少量旋转，但不要太过激烈。

- Dmi

Answer 1

从您引用的页面开始追溯链接，可以找到http://www.cs.cornell.edu/vision/hausdorff/hausmatch.html，其中包含一些代码，看起来与您遇到的问题相同。

Rucklidge在他的算法中发表了多个版本，例如在《Efficiently Locating Objects Using the Hausdorff Distance》（计算机视觉国际期刊，第24卷第3期，1997年9月/10月）和一本书《Efficient visual recognition using the Hausdorff distance》（Springer LNCS no 1173）中。我没有阅读过这些内容，只能通过谷歌获取书籍的片段。听起来，Rucklidge有有效的方法来修剪搜索空间，通过证明它们不能包含所搜索的物体的好副本，来排除大量的（位置、转换）区域。

我认为您的问题——“最好的方法是什么？”——需要进行大量的研究工作，而不是一个Stack Overflow答案。据我所知（我不是该领域的专家），这仍然是一个活跃且具有挑战性的研究领域。

- Gareth McCaughan

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谢谢。我想要简单的东西，比如在图像上应用Canny滤波器（以获取边缘图像），然后看看如何计算移动第一张图像的位置（我保持简单，可能会有一点旋转和缩放，不多），以便模板与其大致对齐。 - Dmi

Answer 2

关键词在这里是Hausdorff距离。您原来的链接已经很好地解释了Hausdorff度量。因此，一旦您学会了该算法，它就非常简单-

1. 将图像和模板转换为二进制模式。
2. 找到具有最低Hausdorff_distance(region, your_template)的图像区域

- Agnius Vasiliauskas

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但现在的问题是，我如何找到这个区域呢？暴力测试所有大小为MxN的区域，其中MxN是模板的大小吗？ - Dmi

@Dmi，你也可以在该区域上执行滑动窗口。 - Arturo