[發(fā)明專利]一種相關(guān)窗口匹配的費(fèi)用函數(shù)計(jì)算優(yōu)化方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310098736.2
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN103150734A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢慎一;夏永泉;金松河;孫彤;王捷
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州輕工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 范之敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，具體涉及雙目立體匹配中相關(guān)匹配費(fèi)用函數(shù)的計(jì)算優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

立體匹配的中心問題是如何快速、魯棒地實(shí)現(xiàn)圖像對的對應(yīng)點(diǎn)匹配，獲得滿足要求的深度圖?；谙嚓P(guān)窗口的算法是經(jīng)常使用的一種方法，但需要進(jìn)行逐點(diǎn)匹配，計(jì)算量很大，該方法的運(yùn)行實(shí)時(shí)性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是降低相關(guān)窗口匹配方法中費(fèi)用函數(shù)的計(jì)算優(yōu)化，降低計(jì)算復(fù)雜度，提供一種相關(guān)窗口匹配的費(fèi)用函數(shù)計(jì)算優(yōu)化方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種相關(guān)窗口匹配的費(fèi)用函數(shù)計(jì)算優(yōu)化方法，它的步驟如下：變量說明和描述：給定左視圖中的一個點(diǎn)后，在右視圖中是根據(jù)鄰域的相似性來尋找其匹配點(diǎn)，該鄰域被稱為窗口。窗口通常以檢測點(diǎn)為中心，當(dāng)然也可以采用其它的窗口方式，這里只討論前者。設(shè)左右圖像函數(shù)分別為????????????????????????????????????????????????和，相關(guān)窗口的大小為，如圖1所示。

則和的SAD費(fèi)用函數(shù)定義如下：

?

（1）讀入左圖像和右圖像并分別計(jì)算；

（2）費(fèi)用函數(shù)冗余計(jì)算分析（以右圖像為參考圖像）

以SAD算法為例(對SSD等方法同樣適用)，相關(guān)窗口大小為，結(jié)果如圖2所示。

為了消除這種冗余計(jì)算，從圖2中可以分析，和的計(jì)算只是在第y-n和y+n+1行存在差別，存在計(jì)算能重復(fù)的部分；

（3）建立優(yōu)化計(jì)算模型

定義和的差別函數(shù)為

可以通過如下的迭代公式來簡化計(jì)算，達(dá)到消除冗余計(jì)算的目的。

進(jìn)一步又可以通過迭代的方式來求解

這樣，和的差別就可以僅僅由四個對應(yīng)元素的SAD來表述，這在計(jì)算過程中大大的減少了計(jì)算的時(shí)間。

本發(fā)明的有益效果是：消除冗余計(jì)算并不能改變匹配方法的匹配正確率，但可以在算法運(yùn)行速度上得到大大的提高，實(shí)驗(yàn)分別對兩種方法在四組圖像對上進(jìn)行了測試，一是未采用消除冗余計(jì)算方法得到的算法運(yùn)行時(shí)間結(jié)果。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種相關(guān)窗口匹配的費(fèi)用函數(shù)計(jì)算優(yōu)化方法，它的步驟如下：

（1）如圖3所示，讀入Tsukuba左圖像（a1）和右圖像(b1)；

（2）設(shè)定相關(guān)窗口為11*11，計(jì)算和（0《d《10）的匹配相似度，按照匹配優(yōu)化模型，計(jì)算水平方向的與其他像素的匹配相似度；

（3）根據(jù)和的關(guān)系，逐步計(jì)算出所有匹配結(jié)果，結(jié)果如圖4和表1所示。

表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)施例2

一種相關(guān)窗口匹配的費(fèi)用函數(shù)計(jì)算優(yōu)化方法，它的步驟如下：如圖5所示，讀入Corridor左圖像（a2）和右圖像(b2)，其余步驟如實(shí)施例所示，結(jié)果如圖6和表1所示。

實(shí)施例3

一種相關(guān)窗口匹配的費(fèi)用函數(shù)計(jì)算優(yōu)化方法，它的步驟如下：如圖7所示，讀入Sawtooth左圖像（a3）和右圖像(b3)，其余步驟如實(shí)施例所示，結(jié)果如圖8和表1所示。

實(shí)施例4

一種相關(guān)窗口匹配的費(fèi)用函數(shù)計(jì)算優(yōu)化方法，它的步驟如下：如圖9所示，讀入Venus左圖像（a4）和右圖像(b4)，其余步驟如實(shí)施例所示，結(jié)果如圖10和表1所示。

實(shí)施例5

一種相關(guān)窗口匹配的費(fèi)用函數(shù)計(jì)算優(yōu)化方法，它的步驟如下：如圖11所示，讀入Map左圖像（a5）和右圖像(b5)，其余步驟如實(shí)施例所示，結(jié)果如圖12和表1所示。

圖3-12中d1，d2，d3，d4，d5為分別采用SAD方法和文中方法得到的視差結(jié)果，兩種方法得到的視差結(jié)果完全相同，但各自的運(yùn)行時(shí)間不同，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。