[發明專利]雙目視覺系統的立體匹配優化方法

無效

• 申請號: 201310035045.8
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103136750A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 林川;羅文廣;譚光興;潘盛輝;楊敘;韋江華;覃金飛;周珍和;李夢和
• 申請（專利權）人: 廣西工學院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 周晟

1.一種雙目視覺系統的立體匹配優化方法，其特征在于包括以下幾個步驟：

a、從雙目視頻系統獲取雙目圖像；

b、對雙目圖像進行畸變矯正與極線校正；

c、將雙目圖像由彩色圖像轉換為灰度圖像；

d、以灰度圖像中的其中一幅圖像為基準，用另外一幅圖像依據像素的模版來匹配；

e、優化零均值歸一化交叉相交ZNCC因子計算規則，將其優化成為

ZNCC(x,y,d)=cov(x,y,d)var(x,y+d,I2)]]>①，

式①中，d為水平視差，

cov(x,y,d)=Σi=-MMΣj=-NNI1(x+i,y+j)·I2(x+i,y+d+j)-SI1(x,y)·SI2(x,y+d)W]]>②，

var(x,y+d,I2)=Σi=-MMΣj=-NNI22(x+i,y+d+j)-(SI2(x,y+d))2W]]>③，

式②和③中，I₁(x,y)為作為基準的圖像中像素點(x,y)的灰度值，I₂(x,y+d)為用來匹配的圖像中像素點(x,y+d)的灰度值，即為作為基準的圖像中以像素點(x,y)為中心的計算模板上各點的灰度值和，即為用來匹配的圖像中以像素點(x,y+d)為中心的計算模板上各點的灰度值和；

為作為基準的圖像中以像素點(x,y)為中心的計算模板與用來匹配的圖像中以像素點(x,y+d)為中心的計算模板上各對應點灰度的乘積之和；

為用來匹配的圖像中以像素點(x,y+d)為中心的計算模板上各點灰度的平方和；W=(2M+1)×(2N+1)即為計算模板大小；

f、以優化后的零均值歸一化交叉相交ZNCC因子作為相似性度量計算，以[0,D]為視差搜索范圍，采用從左到右、從上到下的順序匹配，計算出作為基準的圖像中各像素點在視差搜索范圍內不同視差所對應的ZNCC值，各像素點的ZNCC值中最大值所對應的視差記為該像素點的匹配視差；

g、根據作為基準的圖像中各像素點的匹配視差生成稠密視差圖。

2.如權利要求1所述的雙目視覺系統的立體匹配優化方法，其特征在于，所述步驟f中各像素點計算模板的優化計算描述如下：

設所述計算模板位于最上面的一行為首行，位于最下面的一行為尾行，位于最左邊的一列為首列，位于最右邊的一列為尾列；

作為基準的圖像中第一個像素點按照計算式進行計算，計算完成后將第一個像素點的計算模板的和值以及其計算模板各列的和值存入存儲單元作為中間值供后續像素點的計算使用；

將作為基準的圖像中除圖像第一個像素點外的像素點進行分類定義，定義位于首行的像素點為第1類點，定義位于首列的像素點為第2類點，定義位于非首行和非首列的其他位置的像素點為第3類點；

對于以上3個分類像素點，在進行所述步驟e中ZNCC因子中的四個和值SI₁(x,y)、SI₂(x,y,d)、Σi=-MMΣj=-NNI1(x+i,y+j)·I2(x+i,y+d+j),]]>Σi=-MMΣj=-NNI22(x+i,y+d+j)]]>公式計算時，分別按以下的原則進行優化計算處理：

對于第1類點，計算像素點(x,y)計算模板各點相應計算值的和值，調用像素點(x,y-1)計算模板各點相應計算值的和值、像素點(x,y-1)計算模板首列各點相應計算值的和值，用像素點(x,y-1)計算模板各點相應計算值的和值減去像素點(x,y-1)計算模板首列各點相應計算值的和值再加上像素點(x,y)計算模板尾列各點相應計算值的和值，即得；每次計算完成后將像素點(x,y)計算模板各點相應計算值的和值與像素點(x,y)計算模板尾列各點相應計算值的和值存入存儲單元；

對于第2類點，計算像素點(x,y)計算模板各點相應計算值的和值，調用像素點(x-1,y)計算模板各點相應計算值的和值，用像素點(x-1,y)計算模板各點相應計算值的和值減去像素點(x-1,y)計算模板首行各點相應計算值的和值再加上像素點(x,y)計算模板尾行各點相應計算值的和值，即得；每次計算完成后將像素點(x,y)計算模板各點相應計算值的和值與像素點(x,y)計算模板各點相應計算值以列為單位求和得到的和值存入存儲單元；

對于第3類點，像素點(x,y)計算模板各點相應計算值的和值等于a加上b；其中a的計算，調用像素點(x,y-1)計算模板各點相應計算值的和值、像素點(x,y-1)計算模板首列各點相應計算值的和值，用像素點(x,y-1)計算模板各點相應計算值的和值減去像素點(x,y-1)計算模板首列各點相應計算值的和值，即得；b的計算，調用像素點(x-1,y)計算模板尾列各點相應計算值的和值，用像素點(x-1,y)計算模板尾列各點相應計算值的和值減去該計算模板尾列位于首行的點的相應計算值再加上像素點(x,y)計算模板尾列位于尾行的點的相應計算值，即得；每次計算完成后將像素點(x,y)計算模板各點相應計算值的和值與像素點(x,y)計算模板尾列各點相應計算值的和值存入存儲單元。