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テンプレートマッチングとは、入力画像の中からテンプレートに似た画像パターンを探し出す手法で、どれだけ似ているかをスコア（数値）で表す。また、探す方法にはさまざまなものがある。
テンプレートマッチング法を用いる際に、探す画像パターンに変化が生じていた場合、どの程度の変化なら許容されるか、またどの方法が最も耐性があるのかがこれまではわからなかった。そこで本研究では、探す画像パターンに倍率・回転の変化があったとき、どの方法が耐性があるのかを実験を通して評価した。
評価を行ったマッチング法は以下のものである。
評価を行うために、以下のような背景画像6枚とテンプレート7枚を使用した。
ただし、背景画像とテンプレートはまったく関係のない画像である。
まず、背景画像とテンプレートでテンプレートマッチングを行い、正しくマッチングできたかどうかを判定する値（判定値）を求める。次にテンプレートと、テンプレートを変化させた画像でテンプレートマッチングを行い、テンプレートの変化に伴うスコアの変化を調べる。そして求めた判定値と比較し、正しくマッチングできる変化の範囲（許容範囲）を調べる。求めた許容範囲を各マッチング法で比較し、評価する。
背景画像とテンプレートでテンプレートマッチングを行うと、テンプレートに似ている画像パターンがない場合のスコア（これをaとする）が得られる。また、テンプレートとテンプレートを変化させたものでテンプレートマッチングを行ったとき、テンプレートの変化につれてスコア（これをbとする）は悪くなっていく。このとき、b > aである間は正しくマッチングできると判断できるので、背景画像とテンプレートでテンプレートマッチングを行い、結果のスコアを判定値として使うことにした。判定値の求め方は以下のとおりになる。
許容範囲を求めるには、テンプレートの倍率を変化させたり回転の変化を行ったものが必要である。そこで、倍率の変化については80%～120%（2%刻み）の倍率変化を行ったものを用意し、回転の変化については、0°～20°（2°刻み）の回転を行ったものを用意する。
先ほど作成した画像はノイズがない画像であり、ノイズを付加して現実的な状況での結果も知りたいと考えた。そこで、先ほど作成した画像に平均0標準偏差2のガウスノイズ、平均0標準偏差8のガウスノイズ、平均0標準偏差32のガウスノイズを付加したものを用意し、ノイズを付加した場合の結果も調べることにした。
倍率の変化における許容範囲の求め方も回転の変化における許容範囲の求め方も基本的には同じである。ここでは倍率の変化における許容範囲の求め方のみを説明する。
まずテンプレートとテンプレートの倍率を変化させたものでテンプレートマッチングを行い、倍率の変化に伴うスコアの変化を記録する。スコアの変化と判定値を比較し、許容範囲を求める。最後に許容範囲の平均を求め、許容範囲の平均を各マッチング法で比較し、耐性を評価する。
結果から、倍率の変化においてはSAD・NCCが耐性があり、ISCは耐性がないことがわかった。また、回転の変化においてはSADが耐性があり、ISCは耐性がないことがわかった。
今後の課題としては、
が挙げられる。
