OpenCV模板匹配中如何返回匹配成功的模板可识别标识符

我们有如下函数，它的作用是在工作图像中找到匹配的模板。现在的需求是，如何得到一个可用于后续判断的输出结果（比如，如果匹配到的是绿色模板，就执行对应的操作）。

import cv2
    
red_template = cv2.imread('resources/temptest/red_template.png')
yellow_template = cv2.imread('resources/temptest/yellow_template.png')
blue_template = cv2.imread('resources/temptest/blue_template.png')
green_template = cv2.imread('resources/temptest/green_template.png')
work_image = cv2.imread('resources/temptest/work_image.png')
all_templates = [red_template, yellow_template, blue_template, green_template]
    
for template in all_templates:
    result = cv2.matchTemplate(work_image,template,
                               method=cv2.TM_CCORR_NORMED)
    min_val, max_val, min_loc, max_loc = cv2.minMaxLoc(result)
    threshold = 0.945
    if max_val >= threshold:
        print('found it')
        break
    else:
        print('not found')
        continue

涉及的文件：
red template、yellow template、blue template、green template、work image

函数执行结果：

not found
not found
not found
found it

目前代码运行正常，当循环到匹配的模板时会输出“found it”，但我的问题是：如何输出匹配成功的模板的标识符？我尝试过添加return result或return template，但这些都没法得到一个可用于比较的对象，还经常遇到ValueError: operands could not be broadcast together with shapes .的错误。

其实你不用直接返回模板本身（毕竟模板是NumPy数组对象，直接比较很容易因为形状或元素问题报错），只要把模板和对应的标识符（比如颜色名称）绑定在一起，就能轻松追踪到匹配的是哪个模板了。下面给你两个实用的解决方法：

方法一：用元组列表绑定模板与名称 #

把每个模板和它的名称打包成元组，循环时同时获取模板和名称，匹配成功后直接记录名称即可：

import cv2

# 将模板和对应名称绑定成元组，存入列表
template_list = [
    (cv2.imread('resources/temptest/red_template.png'), "红色"),
    (cv2.imread('resources/temptest/yellow_template.png'), "黄色"),
    (cv2.imread('resources/temptest/blue_template.png'), "蓝色"),
    (cv2.imread('resources/temptest/green_template.png'), "绿色")
]
work_image = cv2.imread('resources/temptest/work_image.png')

threshold = 0.945
matched_name = None

for template, name in template_list:
    result = cv2.matchTemplate(work_image, template, method=cv2.TM_CCORR_NORMED)
    min_val, max_val, min_loc, max_loc = cv2.minMaxLoc(result)
    
    if max_val >= threshold:
        print(f'找到匹配模板：{name}')
        matched_name = name
        break
    else:
        print(f'未匹配到{name}模板')

# 后续可根据匹配到的名称执行对应操作
if matched_name == "绿色":
    print("执行绿色模板对应的专属操作")
elif matched_name == "红色":
    print("执行红色模板对应的专属操作")

方法二：用字典存储模板与名称 #

如果后续需要单独调用某个模板，用字典会更灵活，键为名称，值为模板对象：

import cv2

# 字典键为模板名称，值为模板对象
template_dict = {
    "红色": cv2.imread('resources/temptest/red_template.png'),
    "黄色": cv2.imread('resources/temptest/yellow_template.png'),
    "蓝色": cv2.imread('resources/temptest/blue_template.png'),
    "绿色": cv2.imread('resources/temptest/green_template.png')
}
work_image = cv2.imread('resources/temptest/work_image.png')

threshold = 0.945
matched_name = None

for name, template in template_dict.items():
    result = cv2.matchTemplate(work_image, template, method=cv2.TM_CCORR_NORMED)
    min_val, max_val, min_loc, max_loc = cv2.minMaxLoc(result)
    
    if max_val >= threshold:
        print(f'找到匹配模板：{name}')
        matched_name = name
        break
    else:
        print(f'未匹配到{name}模板')

# 后续操作示例
if matched_name:
    print(f'接下来将针对{matched_name}模板执行后续逻辑')

为什么之前的方法会报错？ #

你之前尝试返回template（也就是图像的NumPy数组），当后续想比较两个数组时，Python会逐元素对比，得到一个布尔数组，而不是你预期的“是否是同一个模板”的判断；如果两个数组形状不同，还会直接触发广播错误。而用字符串作为标识符，不仅比较简单直观，也完全不会有形状不兼容的问题。

备注：内容来源于stack exchange，提问作者APizzy