Halcon基于局部形变的模板匹配
Halcon基于局部形变的模板匹配
基于局部形变的模板匹配与基于形状的模板匹配的相似之处是，二者都是通过检测目标的形状轮廓进行匹配的；不同之处在于，前者的匹配过程可以接受轻微的形变，其匹配步骤如下。
（1）准备模板。在创建模板之前，先读取输入图像，选择要检测的目标选区。选择时要注意选取包含目标的典型结构，也可以适当包含目标区域以外的邻域像素，然后将得到的参考图像转化为单通道的灰度图像。
（2）创建基于局部形变的匹配模型。创建模型的方式有两种，一种是使用create_local_deformable_model算子，从模板图像中创建模型；另一种是根据目标的XLD轮廓创建，使用create_local_deformable_model_xld算子。两种方式的输入不同，但是大部分参数都相同。
如果想使用自动参数，除了把参数值设为auto以外，还可以使用determine_deformable_model params 算子获取推荐的参数，然后根据实际匹配效果决定是否需要修改这些参数。如果要调整与金字塔层级相关的参数，也可以使用inspect _shape_model算子查看不同层级的金字塔图像效果，这一点与基于形状的模板匹配类似。
如果想获取原图的轮廓以便以后与形变对比，可以使用get_deformable_model_contours算子。
（3）搜索目标。模型创建好以后，首先确定输入的图像是单通道灰度图像，然后使用find_loacal_deformable_model算子进行匹配。它将返回目标的位置和分数，以及形变的轮廓等信息。该算子的参数与另外几种匹配算法类似，可以通过调整匹配参数来提升匹配的效率。
（4）优化匹配过程。如果一次匹配的效果不理想，可以通过调整匹配参数来优化匹配的结果。例如，修改搜索空间、限制图像金字塔的层级等。
（5）清除模型。匹配结束后，使用clear_deformable_model算子将模板清除，并释放内存资源。在获得基于形变的模板匹配对象之后，将获得对象的坐标、匹配分数，但是不会返回旋转角度、缩放系数等参数。
根据ResultType的定义，将返回一些参数用于校正图像，以及获取形变的轮廓等。其代码如下：
dev_close_window ()
*读取参考图像，这里读取的是单通道灰度图像
*这里的参考图像是已经剪裁好的感兴趣区域图像，可以直接作为模板图像
read_image (ModelImage, 'data/creamlabel')
*设置显示窗口参数
dev_open_window_fit_image (ModelImage, 0, 0, -1, -1, WindowHandle)
*创建局部形变模板，返回局部形变模板句柄ModelID
create_local_deformable_model (ModelImage, 'auto', rad(-15), rad(30), 'auto', 1, 1, 'auto', 1, 1, 'auto', 'none', 'use_polarity', [40,60], 'auto', [], [], ModelID)
*获取局部形变模板的轮廓
get_deformable_model_contours (ModelContours, ModelID, 1)
*为了将模板轮廓可视化显示，需要将轮廓与图像实物对应起来
*因此出于可视化显示的目的，先获取模板图像的几何中心
area_center (ModelImage, Area, Row, Column)
*进行仿射变换
hom_mat2d_identity (HomMat2DIdentity)
hom_mat2d_translate (HomMat2DIdentity, Row, Column, HomMat2DTranslate)
affine_trans_contour_xld (ModelContours, ContoursAffinTrans, HomMat2DTranslate)
*设置轮廓显示的线条参数，显示模板图像与轮廓
dev_set_line_width (2)
dev_display (ModelImage)
dev_display (ContoursAffinTrans)
stop ()
*读取测试图像，这里的图像中更包含模板图像，并且有一定的形变
read_image (DeformedImage, 'data/cream')
*显示用于测试的局部形变图像
dev_resize_window_fit_image (DeformedImage, 0, 0, -1, -1)
dev_display (DeformedImage)
*进行局部形变模板匹配
find_local_deformable_model (DeformedImage, ImageRectified, VectorField, DeformedContours, ModelID, rad(-14), rad(28), 0.9, 1, 0.9, 1, 0.78, 0, 0, 0, 0.7, ['image_rectified','vector_field','deformed_contours'], ['deformation_smoothness','expand_border','subpixel'], [18,0,0], Score, Row, Column)
*显示形变轮廓
dev_display (DeformedImage)
dev_set_line_width (2)
dev_set_color ('red')
dev_display (DeformedContours)
stop()
*匹配结束，释放模板资源
clear_deformable_model (ModelID)