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模板匹配示例 - 归一化交叉相关算法(NCC)

功能增强说明：

1. 增加模板文件名显示在识别框上方

2. 添加识别结果输出功能

3. 优化代码结构并增加详细注释

import time
import sensor
import image
from image import SEARCH_EX, SEARCH_DS # 导入搜索模式常量

******************** 系统初始化配置 ********************

初始化摄像头传感器

sensor.reset()

设置图像参数

sensor.set_contrast(1) # 对比度设置（范围0-3）
sensor.set_gainceiling(16) # 增益上限（防止过曝光）
sensor.set_framesize(sensor.QQVGA) # 设置分辨率160x120（NCC算法推荐分辨率）
sensor.set_pixformat(sensor.GRAYSCALE) # 使用灰度图模式（提升处理速度）

摄像头安装方向校正（根据物理安装情况选择）

sensor.set_vflip(True) # 垂直翻转图像
sensor.set_hmirror(True) # 水平翻转图像

******************** 用户可配置参数 ********************

TEMPLATE_PATH = "/9.pgm" # 模板文件存储路径
MATCH_THRESHOLD = 0.70 # 匹配阈值（0.0-1.0，值越大匹配越严格）
SEARCH_STEP = 4 # 搜索步长（越大搜索越快，但可能漏检）
SEARCH_MODE = SEARCH_EX # 搜索模式：SEARCH_EX-全搜索，SEARCH_DS-菱形搜索
TEXT_COLOR = 255 # 显示文本颜色（灰度值，255=白色）
FRAME_MARGIN = 5 # 文字与识别框的间距（像素）

加载模板图像

try:
template = image.Image(TEMPLATE_PATH)
print("成功加载模板：", TEMPLATE_PATH)
except Exception as e:
raise Exception("模板加载失败：%s" % str(e))

创建性能计数器

clock = time.clock()

******************** 主循环 ********************

while(True):
clock.tick() # 开始跟踪帧率

# 捕获一帧图像
img = sensor.snapshot()

# 执行模板匹配
# find_template参数说明：
# template: 模板图像对象
# threshold: 匹配阈值（0.0-1.0）
# roi: 感兴趣区域（x,y,w,h），默认全图搜索
# step: 搜索步长（越大越快，精度越低）
# search: 搜索模式（SEARCH_EX或SEARCH_DS）
result = img.find_template(template, MATCH_THRESHOLD, 
                          step=SEARCH_STEP, search=SEARCH_MODE)

# 如果检测到目标
if result:
    # 解包匹配结果（x,y,w,h）
    x, y, w, h = result
    
    # 绘制识别框
    img.draw_rectangle(result, color=TEXT_COLOR)
    
    # 在识别框上方显示文件名
    # 计算文本位置：x坐标对齐框左侧，y坐标在框上方
    text_x = x
    text_y = y - FRAME_MARGIN if y > FRAME_MARGIN else 0
    img.draw_string(text_x, text_y, TEMPLATE_PATH.split('/')[-1],  # 显示文件名
                   color=TEXT_COLOR, scale=0.5)
    
    # 通过输出识别结果
    # 格式：检测时间(ms), 模板文件名, 坐标(x,y), 匹配相似度
    # 注意：实际相似度需要从匹配结果中获取，当前固件暂不支持返回相似度值
    print("[{:.0f}] 检测到模板: {}, 位置: ({},{})".format(
        time.ticks_ms(), TEMPLATE_PATH, x, y))

# 显示帧率（保留1位小数）
fps = clock.fps()
img.draw_string(5, 5, "FPS:%.1f" % fps, color=TEXT_COLOR)
print("当前帧率:", fps)