[發明專利]立體圖像處理器和立體圖像處理方法

有效

• 申請號: 201080015571.2
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN102369550A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 西村洋文;南里卓也;丸谷健介
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G01B11/00;G01B11/26
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邸萬奎

技術領域

本發明涉及一種立體圖像處理器，其基于通過拍攝同一對象的圖像而獲得的立體圖像(基準圖像和參照圖像)來計算圖像之間由視差導致的部分位移。

背景技術

傳統地，已知如下立體圖像處理器，其基于使用立體照相機拍攝同一對象的圖像時獲得的兩個圖像(基準圖像和參照圖像)來計算圖像之間的部分位移，并基于圖像之間的部分位移測量到該對象的距離。立體圖像處理器正處在用于如下設備的應用研究中，所述設備諸如：基于通過使用車載照相機拍攝前方車輛的圖像而獲得的圖像來測量到該車輛的距離的設備；或者基于通過使用車內照相機拍攝駕駛員的面部的圖像而獲得的圖像來測量到面部器官(諸如眼睛和鼻子)的距離并估計駕駛員的面部方向的設備。然而，當前照相機(諸如車載或車內照相機)的更小尺寸已經導致更小的照相機間距并且因此在立體圖像之間產生更小的部分位移。

傳統地，在這樣的立體圖像處理器中使用立體配對(match)方法(其用于立體圖像處理的視差計算)，諸如絕對差和(SAD)方法和純相位相關方法(POC)。

在SAD方法中，通過使用矩形窗分別從基準圖像和參照圖像中剪切出部分圖像，并且計算部分圖像的亮度值之間的差的絕對值的總和。這里，諸如SAD值的特性值表示圖像的亮度差異度(level)。然后，在基線方向上以每一(per)像素為基礎移動(shift)參照圖像的矩形窗的位置，以找到使SAD值最小的對準(alignment)，其被定義為“像素級視差(即，部分位移)”。此后，最小值附近的三個SAD值(即，SAD值的最小值、第二小值和第三小值)被用于通過等距線性擬合來計算“子像素級視差(即，部分位移)”。

傳統地已經使用了這樣的SAD方法，并且其特征在于相對高的分析分辨率(analytical?resolution)且較少的運算量。然而，SAD方法具有子像素級視差計算的低精度；SAD方法僅可以在1/4到1/6像素精度的量級上確定視差(即，圖像之間的部分位移)，并且難以滿足對高精度視差計算功能的需求。

因此，近來，POC方法由于其在視差計算上的高確度而引起注意。在POC方法中，通過使用用于減小來自使用漢寧(Hanning)窗等剪切圖像時發生的諧波的影響的窗口函數來分別從基準圖像和參照圖像中剪切出部分圖像，并對部分圖像執行2D傅立葉變換。將2個傅立葉圖像數據組合，并且將振幅成分(component)歸一化。然后對數據執行2D逆傅立葉變換，以確定相位限定(phase-limited)相關系數。然后基于相關峰值確定圖像之間的部分位移的量。

稱為2D?POC方法的這種POC方法具有在視差計算上具有非常高的精度的優點。然而，2D?POC方法在視差計算中需要大運算量，并且難以在短時間中進行運算。另外，2D?POC方法在分析分辨率方面次于SAD方法，分析分辨率是屏幕上可以區分孤立對象并可以測量距離的量。

近來，提出了1D?POC方法(見專利文獻1)，其需要比2D?POC方法少的運算。在1D?POC方法中，通過使用漢寧窗分別從基準圖像和參照圖像中剪切出部分圖像，并且對部分圖像執行1D傅立葉變換。將2個傅立葉圖像數據組合，并且將振幅成分歸一化。然后對數據執行1D逆傅立葉變換以確定相位限定相關系數。換言之，為了減少運算，執行1D逆傅立葉變換而非2D逆傅立葉變換。

然而，即使在傳統1D?POC方法中已經稍微減少了運算，所述減少也仍然不夠，并且計算視差所需的運算仍然大得多(與SAD方法比較)；因此，不易在短時間中進行運算。另外，1D?POC方法在分析分辨率方面顯著地次于SAD方法，其中分析分辨率是屏幕上可以區分孤立對象并且可以測量距離的數量。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本專利公開特許公報(Laid-Open)No.2008-123414

發明內容

技術問題

已經在這樣的情形下做出了本發明。本發明的目的是提供一種立體圖像處理器，其具有改善的視差計算精度和分析分辨率，且需要較少的運算用于視差計算并且能夠快速處理。

解決問題的方案