基于尺度空间的亚像素级立体匹配方法组成比例

技术编号:6537429 阅读:458 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供的是一种基于尺度空间的亚像素级立体匹配方法。(1)为立体像对构建尺度空间;(2)为尺度空间中当前层级参考图像的每一点确定匹配窗口大小;(3)根据上一层级视差为本层级参考图像的每一点计算视差搜索范围;(4)计算尺度空间中当前层级的整数级视差;(5)利用基于二分搜索的亚像素级匹配方法计算亚像素级视差。本发明专利技术使用了小基高比条件下生成的立体像对进行匹配,在匹配过程中采用了离散尺度空间以提高匹配效率,并利用混合式窗口选择策略减少匹配过程中所产生的“粘合”现象,最后使用了基于二分搜索的亚像素级匹配方法获得亚像素级视差,不但可以保证较高的亚像素级精度,而且还很大程度上提高了算法的匹配效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机视觉、信号处理、立体测绘方法,是一种亚像素级立体匹配方法。
技术介绍
三维场景的深度差异会在不同视点获得的视图上产生几何位移,立体匹配就是基于这一原理通过匹配两幅或多幅不同视点的视图来获得对应点的视差,再通过三角测量原理计算出景物的深度信息。立体匹配是计算机视觉领域中的一个热点问题,它在机器人导航、立体测绘、航空摄影测量、遥感等领域有着广泛的应用。传统大基高比条件下形成的立体像对会存在着较多的遮挡、较大的辐射差异和几何畸变以及由于场景中运动目标而产生的相对位置变化,这些因素在一定程度上增加了匹配难度,导致了大量的误匹配。为减弱上述因素对匹配产生的不利影响,小基高比条件下的立体匹配技术应运而生。基高比是指摄影基线与摄像机高度的比值,小基高比则是指在摄像机高度一定时,两次拍照的时间间隔较短即两次成像时光心间的距离较小,在这种条件下形成的立体像对可以减弱由于运动而产生景物之间的相对位置变化、辐射差异与几何畸变等因素对匹配的影响以提高立体匹配的准确度。深度信息、基高比和视差满足dz = d ε /(b/h),当视差精度给定的条件下,基高比越大,深度误差越小,因此,在立体观测中大多选择较大的基高比以减少由于视差精度不够而导致深度误差的增加,但与此同时,大基高比又增加了匹配难度,导致了大量的误匹配。2007 年 J. Delon 禾口 B. Roug 在《Journal of Mathematical Imaging and Vision》的第28卷,第3期上发表了“Small Baseline Stereovision”论文,在该论文中首次提出了基于小基高比立体匹配方法,该方法提出了一种自适应窗口策略为参考图像中的每一点自适应的确定窗口大小,再利用“胜者全取”策略计算每一点视差,然后利用质心校正来减少立体匹配中的“粘合”现象,最后在频域中计算相关系数的连续表达形式来获得亚像素级视差。它与本专利技术的区别在于本专利技术提出了混合式窗口选择策略来减少立体匹配中的“粘合”现象,并提出了基于二分搜索的亚像素级匹配方法来获得亚像素级视差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以提高匹配精度,可以获得较高精度的亚像素级视差,而且还具有较低的时空复杂度的。本专利技术的目的是这样实现的(1)为立体像对构建尺度空间;该步骤中,根据视差范围为立体像对中的左右图像构建尺度空间,构建尺度空间的公式如下本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于尺度空间的亚像素级立体匹配方法,其特征是:(1)为立体像对构建尺度空间;(2)为尺度空间中当前层级参考图像的每一点确定匹配窗口大小;(3)根据上一层级视差为本层级参考图像的每一点计算视差搜索范围;(4)计算尺度空间中当前层级的整数级视差;(5)利用基于二分搜索的亚像素级匹配方法计算亚像素级视差。

【技术特征摘要】
1.一种基于尺度空间的亚像素级立体匹配方法,其特征是(1)为立体像对构建尺度空间;(2)为尺度空间中当前层级参考图像的每一点确定匹配窗口大小;(3)根据上一层级视差为本层级参考图像的每一点计算视差搜索范围;(4)计算尺度空间中当前层级的整数级视差;(5)利用基于二分搜索的亚像素级匹配方法计算亚像素级视差。2.根据权利要求1所述的基于尺度空间的亚像素级立体匹配方法,其特征是所述为立体像对构建尺度空间步骤中,构建尺度空间的公式如下Σ uN—i(m,n)uN(^y) = <ws{x'y>4-,S(χ, y) = {(2x,2y), (2x+l,2y), (2x,2y+l), (2x+l,2y+l)}式中,%表示尺度空间中第N层尺度图像,其中,U(I,N = 0,表示尺度空间中底层图像即原始图像。3.根据权利要求2所述的基于尺度空间的亚像素级立体匹配方法,其特征是所述为尺度空间中当前层级参考图像的每一点确定匹配窗口大小步骤中;相关密度计算公式如下dU IHI^ ,2ο)-〈,%χ一— KT式中,U(χ)表示图像函数,U' (χ)表示图像函数U(X)的导数,^>表示以&为中心的支撑窗口,图像函数U(X)的范数H^的计算公式如下IHI^ = | /2(χ)φ(χ0-χ) &,u(χ)与其导数u' (χ)的内积计算公式如下= |...

【专利技术属性】
技术研发人员:门朝光边继龙李香余鹏达尚方田泽宇
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学
类型:发明
国别省市:93

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