Сравнение с шаблонами

Найдите шаблон в изображении

Библиотека

Analysis & Enhancement

visionanalysis

Описание

Блок Template Matching находит лучшее соответствие шаблона во входном изображении. Блок вычисляет метрические значения соответствия путем сдвига шаблона по видимой области или целому изображению, и затем находит лучшее местоположение соответствия.

Описание порта

Порт	Поддерживаемые типы данных
I (входное изображение)	Плавающая точка двойной точности Плавающая точка с одинарной точностью Фиксированная точка (подписанный, без знака или оба) Булевская переменная 8-, 16-, и 32-битные целые числа со знаком 8-, 16-, и 32-битное беззнаковое целое
T (Шаблон)	Плавающая точка двойной точности Плавающая точка с одинарной точностью Фиксированная точка (подписанный, без знака или оба) Булевская переменная 8-битное беззнаковое целое
ROI (видимая область, [x y высота ширины])	Плавающая точка двойной точности Плавающая точка с одинарной точностью Фиксированная точка (подписанный, без знака или оба) Булевская переменная 8-битное беззнаковое целое
Metric (совпадают с метрическими значениями),	Плавающая точка двойной точности Плавающая точка с одинарной точностью Фиксированная точка (подписанный, без знака или оба) Булевская переменная 32-битное беззнаковое целое
Loc (Лучше всего совпадают с местоположением [x y]),	32-битное беззнаковое целое
NMetric (Метрические значения в Окружении лучшего соответствия)	Плавающая точка двойной точности Плавающая точка с одинарной точностью Фиксированная точка (подписанный, без знака или оба) Булевская переменная 8-битное беззнаковое целое
NValid (Допустимое окружение)	Булевская переменная
ROIValid (допустимый ROI)	Булевская переменная

Используя блок сравнения с шаблонами

Выбор Выходной опции

Размеры сигнала ввода и вывода

Определение видимой области (ROI)

Выбор метрики соответствия

Возврат матрицы метрических значений соответствия

Возврат лучшего местоположения соответствия

Возврат метрики соответствия окружения вокруг лучшего соответствия

Выбор метода поиска

Когда вы выбираете Best match location как выходную опцию, можно принять решение использовать или Exhaustive или методы поиска Three-step.

Метод поиска Exhaustive в вычислительном отношении интенсивен, потому что он ищет в каждом пиксельном местоположении изображения. Однако этот метод обеспечивает более точный результат.

Метод поиска Three-step является быстрым поиском, который использует подход окружения, который не осматривает каждый пиксель. Поиск запускается с размера шага, равного или немного больше, чем половина максимальной поисковой области значений, и затем использует следующие шаги:

Блок сравнивает девять поисковых точек на каждом шаге. Существует центральная точка и восемь поисковых точек, расположенных на контуре области поиска.
Блок постепенно уменьшает размер шага одним, после каждого шага, заканчивая поиск размером шага одного пикселя.
На каждом новом шаге, перемещения блока поисковый центр к лучшей точке соответствия, следующей из предыдущего шага. Номер один синие круги в фигуре ниже представляет поиск со стартовым размером шага три. Номер два зеленые круги представляет следующий поиск, с размером шага два, сосредоточенный вокруг лучшего соответствия, найденного от предыдущего поиска. Наконец, номер три оранжевые круги представляет итоговый поиск, с размером шага одного, сосредоточенного вокруг предыдущего лучшего соответствия.

Поиск с тремя шагами

Используя ROIValid и NValid отмечает для Диагностики

Порты ROIValid и NValid представляют булевы флаги, которые отслеживают допустимую видимую область (ROI) и окружение. Можно использовать эти флаги, чтобы связаться с нисходящими блоками и операциями.

Допустимая видимая область

Если вы устанавливаете флажок Output flag indicating if ROI is valid, блок добавляет порт ROIValid. Если ROI находится частично вне допустимого изображения, блок только обрабатывает пересечение ROI и допустимого изображения. Блок устанавливает флаг ROI вывод на этот порт можно следующим образом:

Правда, набор к 1, указывающему на ROI, находится полностью в допустимой части входного изображения.
Ложь, набор к 0, указывающему на ROI, находится полностью или частично за пределами допустимой части входного изображения.

Допустимое окружение

Матрица окружения метрических значений допустима в видимой области (ROI). Можно использовать булев флаг в порте NValid, чтобы отследить допустимую область окружения. Блок устанавливает окружение булев флаг NValid вывод можно следующим образом:

Правда, набор к 1, указывающему, что окружение, содержащее лучшее соответствие, полностью в видимой области.
Ложь, набор к 0, указывающему, что окружение, содержащее лучшее соответствие, полностью или частично за пределами видимой области.

Алгоритм

Метрики соответствия используют разностное уравнение с общей формой:

$d_{p} (x, y) = (\sum_{i = 1}^{n} {| x_{i} - y_{i} |}^{p})^{\frac{1}{p}}$

$l_{n}^{p}$ обозначает метрическое пространство $(R^{n}, d_{p})$ для $R^{n}$ n > 1.

Сумма абсолютных разностей (SAD)
Эта метрика также известна как Такси или манхэттенскую метрику Расстояния. Это суммирует абсолютные значения различий между пикселями в оригинальном изображении и соответствующими пикселями в изображении шаблона. Эта метрика $l^{1}$ норма изображения различия. Самый низкий счет SAD оценивает лучшее положение шаблона в поисковом изображении. Общая метрика расстояния SAD становится:

$d_{1} (I_{j}, T) = \sum_{i = 1}^{n} | I_{i, j} - T_{i} |$
Сумма различий в квадрате (SSD)
Эта метрика также известна как метрику Euclidean Distance . Это суммирует квадрат абсолютных разностей между пикселями в оригинальном изображении и соответствующими пикселями в изображении шаблона. Эта метрика является квадратом $l^{2}$ норма изображения различия. Общая метрика расстояния SSD становится:

$d_{2} (I_{j}, T) = \sum_{i = 1}^{n} {| I_{i, j} - T_{i} |}^{2}$
Максимальная абсолютная разность (MaxAD)
Эта метрика также известна the Uniform Distance метрика. Это суммирует максимум абсолютных значений различий между пикселями в оригинальном изображении и соответствующими пикселями в изображении шаблона. Эта метрика расстояния обеспечивает $l^{\infty}$ норма изображения различия. Общая метрика расстояния MaxAD становится:

$d_{\infty} (I_{j}, T) = \lim_{x \to \infty} \sum_{i = 1}^{n} {| I_{i, j} - T_{i} |}^{p}$
который упрощает до:

$d_{\infty} (I_{j}, T) = \max_{i}^{n} {| I_{i, j} - T_{i} |}^{p}$

Параметры

Метрика соответствия

Выберите один из трех типов метрик соответствия:

Sum of absolute differences (SAD)
Sum of squared differences (SSD)
Maximum absolute difference (MaxAD)

Вывод

Выберите один из двух выходных типов:

Match metric
Выберите эту опцию, чтобы вывести метрическую матрицу соответствия. Эта опция добавляет выходной порт Metric в блок.
Best match location
Выберите эту опцию, чтобы вывести [x y] координаты для местоположения лучшего соответствия. Эта опция добавляет выходной порт Loc в блок. Когда вы выбираете Best match location, Search method, Output NxN matrix of metric values around best match, и опции параметра Enable ROI processing появляются.

Метод поиска

Эта опция появляется, когда вы выбираете Best match location для параметра Output. Выберите один из двух методов поиска.

Exhaustive
Three-step

Выведите матрицу NxN метрических значений вокруг лучшего соответствия

Эта опция появляется, когда вы выбираете Best match location для параметра Output. Установите флажок, чтобы вывести матрицу метрических значений, сосредоточенных вокруг лучшего соответствия. Когда вы делаете так, блок добавляет выходные порты NValid и NMetric.

N

Эта опция появляется, когда вы устанавливаете флажок Output NxN matrix of metric values around best match. Введите целый номер, который определяет размер N на n выходной матрицы, сосредоточенной вокруг лучшего индекса местоположения соответствия. N должен быть нечетным числом.

Включите обработку ROI

Эта опция появляется, когда вы выбираете Best match location для параметра Output. Установите флажок для блока Template Matching, чтобы выполнить обработку видимой области. Когда вы делаете так, блок добавляет входной порт ROI, и флажок Output flag indicating if ROI is valid появляется. Вход ROI должен иметь формат [x y высота ширины], где [x y] координаты верхнего левого угла ROI.

Выведите флаг, указывающий, допустим ли ROI

Эта опция появляется, когда вы устанавливаете флажок Enable ROI processing. Установите флажок для блока Template Matching, чтобы указать, является ли ROI в допустимой области границы изображения. Когда вы делаете так, блок добавляет выходной порт ROIValid.

Параметры типа данных

Режим Rounding

Выберите Rounding Modes для операций фиксированной точки.

Насыщайте на целочисленном переполнении

Выберите этот режим, чтобы насыщать на целочисленном переполнении. Смотрите режим Overflow для операций фиксированной точки.

Аккумулятор

Используйте этот параметр, чтобы задать, как требуется определять слово аккумулятора и дробные длины.

Когда вы выбираете Binary point scaling, можно ввести Word length и Fraction length аккумулятора в битах.
Когда вы выбираете Same as first input, характеристики совпадают с характеристиками первого входа. Смотрите Типы данных Умножения для рисунков, изображающих использование типа данных аккумулятора в этом блоке:
Когда вы выбираете Slope and bias scaling, можно ввести Word length в битах и Slope Accumulator. Все сигналы в программном обеспечении Computer Vision Toolbox™ имеют смещение 0.
Блок бросает входные параметры к Accumulator к типу данных аккумулятора. Это добавляет каждый элемент входа к выводу сумматора, который остается в типе данных аккумулятора. Используйте этот параметр, чтобы задать, как определять это слово аккумулятора и дробные длины.

Вывод

Выберите, как задать Word length, Fraction length и Slope Template Matching вывод:

Когда вы выбираете Same as first input, эти характеристики совпадают с характеристиками аккумулятора.
Когда вы выбираете Binary point scaling, можно ввести Word length and Fraction length вывода в битах.
Когда вы выбираете Slope and bias scaling, можно ввести Word length в битах и Slope вывода. Все сигналы в программном обеспечении Computer Vision Toolbox имеют смещение 0.

Параметр Output на панели Типов данных появляется, когда вы выбираете Metric matrix или если вы выбираете Best match location, и флажок Output NxN matrix of metric values around best match устанавливается.

Заблокируйте настройки типа данных против изменения Fixed-Point Tool

Выберите этот параметр, чтобы препятствовать тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных, которые вы задаете на маске блока. Для получения дополнительной информации смотрите fxptdlg, страницу с описанием на Fixed-Point Tool в документации Simulink^®.

Ссылка

[1] Кога Т., и. Эл. Компенсированное движению межкадровое кодирование для организации видеоконференций. На Национальной Телекоммуникационной Конференции. Ноябрь 1981, G5.3.1–5, Новый Орлеан, ЛА

[2] Закай М., “Общая Транзакция IEEE” критериев расстояния на Теории информации, стр 94–95, январь 1964.

[3] Ю, J., Дж. Амоурс, Н. Себ, Ц. Тянь, "Новое исследование метрик расстояния как международная конференция IEEE" измерения подобия по вопросам мультимедиа и Экспо, 2006.

Смотрите также

Блокируйте соответствие	Image Processing Toolbox™
Видео стабилизация	Computer Vision Toolbox

Документация

Сравнение с шаблонами

Библиотека

Описание

Описание порта

Используя блок сравнения с шаблонами

Алгоритм

Параметры

Метрика соответствия

Вывод

Метод поиска

Выведите матрицу NxN метрических значений вокруг лучшего соответствия

N

Включите обработку ROI

Выведите флаг, указывающий, допустим ли ROI

Параметры типа данных

Режим Rounding

Насыщайте на целочисленном переполнении

Аккумулятор

Вывод

Заблокируйте настройки типа данных против изменения Fixed-Point Tool

Ссылка

Смотрите также

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Представленный в R2009b

Документация Computer Vision Toolbox

Поддержка

Документация

Сравнение с шаблонами

Библиотека

Описание

Описание порта

Используя блок сравнения с шаблонами

Алгоритм

Параметры

Метрика соответствия

Вывод

Метод поиска

Выведите матрицу NxN метрических значений вокруг лучшего соответствия

N

Включите обработку ROI

Выведите флаг, указывающий, допустим ли ROI

Параметры типа данных

Режим Rounding

Насыщайте на целочисленном переполнении

Аккумулятор

Вывод

Заблокируйте настройки типа данных против изменения Fixed-Point Tool

Ссылка

Смотрите также

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Представленный в R2009b

Документация Computer Vision Toolbox

Поддержка

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.