4heck / cross-correlation-template-matching

Используя двумерную кросс-корреляцию (свертку) найдите шаблон на изображении.

Кросс-корреляция и нахождение объектов на изображении

Используя двумерную кросс-корреляцию (свертку) найдите шаблон на изображении.

Часть 1. Кросс-корреляция (под соусом "возьмись уже за дело, товарищь!")

1. (Опционально) Реализуйте функцию cross_correlation(I, K) в наивной форме при помощи вложенных циклов:

   • в качестве входных данных функция принимает две матрицы - изображение I и ядро K;
   • допущение: ядро по размерности симметричное и нечетное (например, 3x3 или 11x11);
   • на выходе должно быть изображение - результат применения кросс-корреляции;
   • выходное изображение должно быть одинакового размера с исходным I (незатронутые границы сделайте черными или белыми).

2. Самостоятельно найдите и используйте возможности языка программирования (библиотеки) для реализации функции кросс-корреляции cross_correlation_alt(I, K):

   • в качестве входных данных функция принимает две матрицы - изображение I и ядро K;
   • примечание: ядро может иметь практически любые нечетные размеры (например, 43x51);
   • выходное изображение должно быть одинакового размера с исходным I (незатронутые границы сделайте черными или белыми).

Часть 2. Задание шаблона для поиска (aka bounding box)

1. Реализуйте функцию bounding_box(I, top_left_x, top_left_y, bottom_right_x, bottom_right_y), которая

   • возвращает прямоугольный участок изображения в виде еще одного изображения;
   • на вход функция принимает левый верхний и правый нижний угол прямоугольника.

2. Постарайтесь вручную подобрать коордианты так, чтобы вычленить какой-либо объект на изображении.

Часть 3. Поиск шаблона на изображении

Дальше на английском ...

Cross-correlation can be used to look for templates in the images.

1. Implement "find the template" on the shelf fucntionality using cross-correlation.

Note! The template is located in the 1st row of the shelf (the 2nd element from the left).

Question. Is it able to detect the template correctly?

---

Figure 1. Shelf (with cereals for a good breakfast)

Figure 2. Template (cereals)

2. Implement zero-mean cross-correlation

Compute and subtract the mean value of the template so that it has zero mean.

3. Modify the algorithm for cases of a variable light conditions

Implement a norm_cross_correlation function - normalize the pixels of the image and template at every step before comparing them).

Check the result on the dark shelf image.

Figure 3. Dark shelf (everything has its dark side)

Общие рекомендации

• за помощью можно обращаться к друг другу и даже работать вместе;
• в папке demo есть примеры ноутбуков и кода на Matlab.