在Matlab中使用交叉相关的3D模板匹配

2023年6月12日 225次阅读

这是我尝试做的最小例子：

创建3D矩阵

a(:,:,1)=[
    1 2 3 4 1;
    2 3 7 1 4;
    3 7 6 0 9;
    0 3 2 8 1;
    1 4 3 1 1]

a(:,:,2)=[
    1 7 3 4 2;
    2 9 2 3 1;
    1 4 7 7 0;
    1 2 3 4 1;
    0 9 3 3 9]

a(:,:,3)=[
    9 4 0 3 5;
    1 2 3 4 1;
    2 0 2 3 1;
    1 4 2 1 1;
    2 5 7 8 1]

a(:,:,4)=[
    2 3 5 2 0
    0 0 0 0 8
    5 2 7 9 8
    2 4 1 1 0
    6 3 8 7 9]

a(:,:,5)=[
    3 5 1 4 6;
    3 2 8 0 0;
    0 2 1 0 4;
    5 4 5 5 6;
    9 5 9 9 5]

创建3D模板

b(:,:,1)=[
    9 4 0;
    1 2 3;
    2 0 2]

b(:,:,2)=[
    2 3 5;
    0 0 0;
    5 2 7]

b(:,:,3)=[
    3 5 1;
    3 2 8;
    0 2 1]

计算互相关(3D cross-correlation in matlab).我认为Cross Correlation与翻转模板的卷积相同.那是对的吗？

c=convn(a,b(end:-1:1,end:-1:1,end:-1:1));

查找最佳匹配的下标

[x y z] = ind2sub(size(c),find(c==max(c(:))));
x=x-(size(b, 1) - 1)/2
y=y-(size(b, 2) - 1)/2
z=z-(size(b, 3) - 1)/2

我读到必须减去最终坐标的模板大小的一半,但我不再拥有该信息页面的链接了.但是,我认为如果不这样做,返回的坐标不是模板中心的位置,而是位于模板的一角.

作为我的例子的结果,我期望：x = 2,y = 2,z = 4. Matlab告诉我它是x = 4,y = 4,z = 4.但是,将模板更改为

b(:,:,1)=[
    9 2 3;  
    4 7 7;
    2 3 4]

b(:,:,2)=[
    2 3 4;
    0 2 3;
    4 2 1]

b(:,:,3)=[
    0 0 0;
    2 7 9;
    4 1 1]

我得到了正确的结果(x = 3,y = 3,z = 3).

我需要更改什么才能获得正确的结果？

最佳答案 您的代码中没有错误

你的算法是正确的！但不幸的是,在您的情况下,互相关的最大值位于(4,4,4)而不是(2,2,4),正如您所期望的那样.

这是因为寻找矩阵A中包含的矩阵B的模式,你发现了类似的矩阵,但在(4,4,4)处具有更高的“强度”.

如果您认为图像中的模式识别在尝试在图像中找到具有大量有意识变化的圆圈时情况类似. (例如这个问题：Image processing to size bubbles in octave).在提出的答案之一中,您可以看到在图像非常明亮的任何地方都可以找到圆圈：

我认为你在这里遇到了类似的问题.

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