【画像処理】ZNCCをC言語で実装したい

Question

前提・実現したいこと

C言語とGCCを使っています。
ZNCC（テンプレートマッチング）を使い類似度の一番高い一番最初の画素の特定を輝度情報をもとに実装したいのですが、コンパイルは通るものの探索がある一定の位置でプログラムが強制終了してしまいます。

画像のピクセルの位置は一次元の配列になっています。
imgは元の大きい画像をtempはテンプレート画像を表しています。
NCC関数内で元画像の（x,y）を起点とする類似度を求め、templatematching関数で類似度が一番高かった座標を求めています。

私はプログラミング初心者でつたないコードしか書けませんがよろしくお願いいたします。

ZNCCの実装にあたって参考にしたサイトです
テンプレートマッチングについて理解する
パターンマッチング（正規化相関など)

該当のソースコード

typedef struct{
  unsigned int width;
  unsigned int height;
  Rgb *rgb;
  Hsv *hsv;
}Image;

int templatematching(Image *img, Image *temp)
{
  int i, j, k, x, y, index;
  double ncc=-1.0, n, mu=0;

  for(k=0; k<temp->height*temp->width; k++){
    mu += temp->hsv[k].v;
  }
  mu = mu / k;

  for(i=0; i<img->height; i++){
    for(j=0; j<img->width; j++){

      if(ncc < (n = NCC(img, temp, j, i, mu)))
      {
        ncc = n;
        y = i;
        x = j;
     }
    }
  }

  index = y*img->width + x;
  return index;

}


double NCC(Image *img, Image *temp, int x, int y, double mu)
{
  int i, j, k=0, index;
  double bunsi=0, bunbo1=0, bunbo2=0;
  double ncc, mi=0;

  index = y * img->width + x;


  for(i=0; i<temp->height-1; i++){
    for(j=0; j<temp->width-1; j++){

      mi += (img->hsv[index + i * img->width + j].v);
      k++;
    }
  }

  mi = mi / k;


    for(i=0; i<temp->height-1; i++){
  		for(j=0; j<temp->width-1; j++){
        if((y + i * img->width > img->height) || (x + j > img->width) ) break;
        bunsi += (img->hsv[index + i * img->width + j].v-mi) * (temp->hsv[i*temp->width+j].v-mu);
        bunbo1 += sqrt((img->hsv[index + i * img->width + j].v -mi)* (img->hsv[index + i * img->width + j].v -mi));
        bunbo2 += sqrt((temp->hsv[i*temp->width+j].v- mu) * (temp->hsv[i*temp->width+j].v- mu));

  		}
  	}

    ncc = bunsi / (bunbo1 * bunbo2);

    return ncc;
}

試したこと

ここに問題に対して試したことを記載してください。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Answer 1

templatematchingではx, yを画像の幅と高さの範囲で回し、NCCでさらにテンプレート画像の幅とサイズの走査をしているため画像端部でのNCC処理で参照する部位が画像をはみ出しているものと思われますが如何でしょうか？

Comments

[moririn4449]

回答ありがとうございます！
miの値を求める際のforループで範囲外を指定していたみたいです。
一歩前進できました！ありがとうございます！

[退会済みユーザー]

ところで他にも気になっていることがあるのですが
1. for文の終了条件の-1の意図は？
2. breakの条件の y + i * img->width > img->height おかしいのでは？

あと間違いではないのですがテンプレートの分散（bunbo2）も事前計算できると思いますし、bunsiとbunbo1も分散と共分散の式を変形し、2乗平均ｰ平均の自乗、積和の平均ｰ平均の積を計算する形に持って行けば事前に平均を計算せずとも並行して計算できるので高速になると思います。
(8bitの常識的なサイズであればオーバーフローしない)

頑張って下さい！