クロスコリレーションのキーワードでサーチがあったんで、私が使っているクロスコリレーションの式を書いておきます。
画像解析でよく使う二次元のクロスコリレーションです。

{C(x,y)}=\Bigsum_{i=0}^{n-1}\Bigsum_{j=0}^{m-1}~I(x+i,y+j)\{k(i,j)-\bar~k)\}

I(x,y)は画像、k(x,y) はテンプレートのカーネル\bar~kカーネルの平均値。

Feature Detectionをメインにする場合は、

{C_{N}(x,y)}=\frac{\Bigsum_{i=0}^{n-1}\Bigsum_{j=0}^{m-1}~I(x+i,y+j)\{k(i,j)-\bar~k\}}{M_{I}M_{k}}

M_{I}=\sqrt{\Bigsum_{i=0}^{n-1}\Bigsum_{j=0}^{m-1}[I_{x+i,y+j}]^2}
M_{k}=\sqrt{\Bigsum_{i=0}^{n-1}\Bigsum_{j=0}^{m-1}[k_{i,j}]^2}

のように規格化するとうまくいく。