背景

圖片匹配和字串匹配有一點不同，字串匹配通常要求其子字串與搜尋字串完全相符，而圖片匹配則用相似度為依據，當圖片大、複雜且具有干擾，或者需要匹配數量非常多，更先進的領域會利用特徵擷取，用機率統計的方式來篩選可能的匹配數量，篩選過後才進行圖片的細節匹配。

題目描述

給予兩個圖片 $A, B$，圖片格式為灰階影像，每個像素 $\mathit{pixel}(x, y)$ 採用 8-bits 表示，範圍為 $\mathit{pixel}(x, y) \in [0, 255]$。

 舉一個例子，有一個 $3 \times 3$ 的圖片 $A$ 和一個 $2 \times 2$ 的圖片 $B$，用矩陣表示如下：

$$ A := \begin{bmatrix}
a1 & a2 & a3 \\
a4 & a5 & a6 \\
a7 & a8 & a9
\end{bmatrix} ,\; B := \begin{bmatrix}
b1 & b2\\
b3 & b4\\
\end{bmatrix}$$

假設左上角座標 $(1, 1)$ 即 $a1$ 的位置、$(1, 2)$ 即 $a2$ 的位置。

• 若把影像 $B$ 左上角對齊 $A$ 的 $(1, 1)$ 位置，其差異程度 $\mathit{diff}(A, B) = (a1 - b1)^2 + (a2 - b2)^2 + (a4 - b3)^2 + (a5 - b4)^2$
• 相同地，對齊 $(2, 1)$ 位置，其差異程度 $\mathit{diff}(A, B) = (a4 - b1)^2 + (a5 - b2)^2 + (a7 - b3)^2 + (a8 - b4)^2$

比較時，整張 $B$ 都要落在 $A$ 中。現在要找到一個對齊位置 $(x, y)$，使得 $\mathit{diff}(A, B)$ 最小。