[發明專利]基于最小和緩存加速策略的泛化置信度傳播的雙目立體視覺匹配方法

有效

• 申請號: 201010193499.4
• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN101877129A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 陳勝勇;王中杰;李友福;劉盛;王鑫;旺曉研
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

1.一種基于最小和緩存加速策略的泛化置信度傳播的雙目立體視覺匹配方法，其特征在于：所述雙目立體視覺匹配方法包括以下步驟：

1)采集雙目的左右兩幅圖像，將左圖中的每一個像素點都作為一個變量，然后保持這些變量在圖像坐標中的相對位置不變，進行4鄰域連接，得到馬爾可夫隨機場的拓撲結構，然后按公式(1)和公式(2)分別計算馬爾可夫隨機場中的各變量的各狀態代價值，以及各連接邊的代價值：

D(fp)=λ·min(Σc∈{L,a,b}(IcL(p)-IcR(p-fp))2,T)---(1)]]>

V(f_p，f_q)＝min(|f_p-f_q|，K)???????(2)

其中，λ表示代價權重，它影響到點代價在整個能量函數中所占有的比重；f_p和f_q分別表示變量p和q的狀態序號；T表示截斷值；顏色向量距離采用歐氏距離來表征，K表示截斷值；I_c^L(p)和I_c^R(p)分別表示左圖和右圖中p點處的c通道的顏色值；

2)產生多尺度馬爾可夫隨機場，第k層的大小是第k+1層大小的四分之一；

3)設在多尺度馬爾可夫隨機場中共有n層，按從1到n的順序分別對n個馬爾可夫隨機場進行求解；首先，使用泛化置信度傳播算法對每一層的馬爾可夫隨機場分別求解，原始的泛化置信度傳播算法使用公式(3)和公式(4)來進行信息傳遞：

其中，φ_s＝φ_s(x_s)＝D(x_s)，m_s→u＝m_s→u(x_u)表示當變量u選定狀態x_u時，變量s向變量u傳遞的點信息，m_st→uv＝m_st→uv(x_u，x_v)表示當變量u和變量v選定狀態x_u和x_u時，變量s和變量t之間的邊向變量u和變量v之間的邊傳遞的邊信息；

對公式(3)和公式(4)進行負對數操作，并對其中的獨立計算進行緩存，得到兩條新的公式，即公式(5)和公式(6)：

ms→ut(xu)=minxs(Ps(xs)+Qsu(xs,xu))---(5)]]>

mst→uvt(xu,xv)=minxs,xt(Qsu′(xs,xu)+Qtv′(xt,xv)+Qst′(xs,xt))-ms→ut-1-mt→vt-1---(6)]]>

其中，上標表示當前的迭代序號。

Ps(xs)=D(xs)+Σi={a,b,c}mi→st-1(xs);]]>

Qsu(xs,xu)=V(xs,xu)+Σi={bd,ce}mi→sut-1(xs,xu);]]>

Qsu′=D(xs)+V(xs,xu)+ma→st-1(xs)+mc→st-1(xs)+mce→sut-1(xs,xu);]]>

Qtv′=D(xt)+V(xt,xv)+mb→tt-1(xt)+md→tt-1(xt)+mdf→tvt-1(xt,xv);]]>

均是緩存變量；

然后分點傳遞和邊傳遞兩部分分別進行信息傳遞，在點傳遞過程中，首先選擇所有非相鄰的變量同步進行上下左右四個方向的傳遞，再選擇在前一步中沒有進行傳遞的變量進行同樣方式的傳遞；在邊傳遞過程中，分為水平邊傳遞和垂直邊傳遞兩部分，其中，水平邊傳遞分過程中，首先選擇非相鄰的水平邊進行同步上下兩個方向的傳遞，再選擇在前一步中沒有進行傳遞的水平邊按同樣方式進行傳遞；然后進行垂直邊傳遞，其傳遞方式和水平邊傳遞相同；每一層次設定迭代次數，迭代完成后，將第i層的計算結果傳遞繼承到第i+1層；

4)在最底層馬爾可夫隨機場求解完成后，按下式計算每個變量的代價值

Cst(xs)=Σi={a,b,c,d}mi→st(xs)---(7)]]>

然后取代價值最小的那個狀態作為該變量的最終狀態，即為該變量所對應圖像中點的視差值。