Fast Template Matching，J. P. Lewis
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import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

import cv2

from Integral_image import *

## read img #####

tm_path = ‘/home/wdh/pytorch-CycleGAN-and-pix2pix1_run/results/map_pix2pix/test_latest/real_B/1_AB_real_B.png’

ref_path = ‘/home/wdh/pytorch-CycleGAN-and-pix2pix1_run/results/map_pix2pix/test_latest/real_B/1_AB_real_B.png’

img_ref_bgr = cv2.imread（ref_path）

img_tm_bgr = cv2.imread（tm_path）

img_ref_gray = （cv2.cvtColor（img_ref_bgr，cv2.COLOR_BGR2GRAY））/np.float64（255.0）

img_src_gray = （cv2.cvtColor（img_tm_bgr，cv2.COLOR_BGR2GRAY））/np.float64（255.0）

［h_ref，w_ref］ = img_ref_gray.shape

［h_tm，w_tm］ = img_src_gray.shape

h_tm = int（h_tm/3）

w_tm = int（w_tm/3）

ex_ra  TI o = 0

img_tm_gray_ex = np.zeros（［h_ref+h_tm*ex_ra  TI o，w_ref+w_tm*ex_ra  TI o］）

img_tm_gray = np.copy（img_src_gray［h_tm:h_tm+h_tm，w_tm:w_tm+w_tm］）

img_tm_gray_ex［0:h_tm，0:w_tm］ = np.copy（img_src_gray［h_tm:h_tm+h_tm，w_tm:w_tm+w_tm］）

tm_sum = np.sum（img_tm_gray_ex［0:h_tm，0:w_tm］）

tm_sum_sq = np.sum（img_tm_gray_ex［0:h_tm，0:w_tm］*img_tm_gray_ex［0:h_tm，0:w_tm］）

img_tm_gray_ex［0:h_tm，0:w_tm］ = img_tm_gray_ex［0:h_tm，0:w_tm］ - tm_sum/（h_tm*w_tm） #去均值

in_ref = calcIntag（img_ref_gray）

in_ref_sq = calcIntag（img_ref_gray*img_ref_gray）

img_ref_gray_ex = np.zeros（［h_ref+h_tm*ex_ra  TI o，w_ref+w_tm*ex_ratio］）

img_ref_gray_ex［0:h_ref，0:w_ref］ = img_ref_gray［：，：］

# img_ref_gray_ex［0:h_ref-h_tm+1，0:w_ref-h_tm+1］ = img_ref_gray_ex［0:h_ref-h_tm+1，0:w_ref-h_tm+1］ #- ref_avg_mat #去均值

#傅里叶变换

F_tm = np.fft.fft2（-img_tm_gray_ex）

F_tm.real = -F_tm.real

F_ref = np.fft.fft2（img_ref_gray_ex）

F_w = F_tm * F_ref

res = np.fft.ifft2（F_w）.real#/（（h_tm）*（w_tm））

res_i = np.fft.ifft2（F_w）.imag

print（res_i）

bg_h = 0

bg_w = 0

ref_div_sq = calcDivmat2（in_ref_sq，in_ref， h_tm， w_tm）

tm_div = tm_sum_sq - （1.0/（h_tm*w_tm））*tm_sum*tm_sum

res = res［bg_h:bg_h+h_ref-h_tm+1，bg_w:bg_w+w_ref-w_tm+1］/（np.sqrt（ref_div_sq*tm_div））

print（np.max（res），np.min（res））

print（img_ref_gray.dtype，img_tm_gray.dtype）

res2 = cv2.matchTemplate（np.float32（img_ref_gray），np.float32（img_tm_gray），method=5）

print（np.max（res2），np.min（res2））

plt.figure（）

plt.subplot（221），plt.imshow（res，cmap=‘gray’）

plt.subplot（222），plt.imshow（res2，cmap=‘gray’）

plt.subplot（223），plt.imshow（in_ref，cmap=‘gray’）

plt.subplot（224），plt.imshow（in_ref_sq，cmap=‘gray’）

plt.show（）