[發明專利]一種基于三視圖幾何中三點線性關系的任意點匹配方法

有效

• 申請號: 201310731076.7
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103679735B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 胡伏原;凌燕;劉盼
• 申請（專利權）人: 蘇州盛景空間信息技術有限公司
• 主分類號: G06T7/30
• 分類號: G06T7/30
• 代理公司: 蘇州睿昊知識產權代理事務所(普通合伙)32277
• 代理人: 伍見

技術領域：

本發明屬于圖像處理與模式識別領域中的立體匹配技術領域，具體涉及一種基于三視圖幾何中三點線性關系的任意點匹配算法。?

背景技術：

在立體匹配領域中，立體圖像由在不同位置不同視角的兩攝像機對同一場景拍攝得到。通過在兩圖像中查找的任意點對位置信息得到點對的視差估計，進而可以根據視差獲取深度信息。尋找任意點對是立體匹配技術的關鍵步驟，目前立體匹配技術主要分為全局匹配算法和局部匹配算法。全局匹配算法包括：基于圖割理論的匹配算法、置信傳播算法、SGBM等，主要通過構建能量函數E(d)，最小化E(d)尋找點坐標。局部匹配算法主要通過各種相容性在點坐標的局部鄰域尋找相似性最高的點局部鄰域，局部鄰域的中心點即為匹配點坐標。相容性主要有：亮度信息、梯度信息、區域互相關信息、區域互信息及多視圖中的幾何信息等。?

目前立體匹配中的局部匹配算法中主要考慮兩視圖中的對極幾何信息和像素信息來尋找點對（通過在右視圖極線上尋找左視圖中點P的對應點P'，將二維空間降到一維空間上尋找）；而三視圖幾何主要用于攝像機標定和三維重構中，雖然三視圖幾何也有被用于立體匹配的方法，但都非常容易受到噪聲的影響而使得誤差較大。?

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于三視圖幾何中三點線?性關系的任意點匹配算法。?

為了解決背景技術所存在的問題，本發明采用以下技術方案：?

一種基于三視圖幾何中三點線性關系的任意點匹配算法,它包括如下步驟：?

步驟一：讀取圖像：讀取由不同視角不同位置的相機對同一場景拍攝得到的圖像1、2、3；并在圖像2中選擇需要匹配的點坐標x'；?

步驟二：獲取候選點集合：根據兩視圖幾何中的對極幾何模型確定點x'在圖像1和圖像3中的候選搜索路徑L1和L3；在路徑L1和L3中，以一個像素為步階，逐步獲取每一個像素點坐標，將其分別加入候選點集PV1,PV3中；?

步驟三：三視圖三點線性關系匹配：構建矩陣Q，其中選擇第一個矩陣的三行、第二個矩陣的前兩行和第三個矩陣的前兩行；選取點集PV1和PV3中各任一點，加上鼠標選點x'及投影矩陣組成矩陣Q；計算矩陣Q的行列式；理論上，三點對組成的矩陣Q的行列式值應嚴格等于0，由于實際參與計算的攝像機投影矩陣不可避免的存在誤差，使得在實際實現上不會正好等于0；當三點坐標存在1個像素左右的誤差時，矩陣Q的行列式的值能夠達到10¹⁰左右；?

步驟四：歸一化互相關匹配：逐步選取第3步保留下來的點集中的點對，按照歸一化互相關系數計算公式，計算每個點坐標鄰域內像素與圖2點x'鄰域內像素間的歸一化互相關匹配值，鄰域寬度按照經驗選為20個像素；?

步驟五：得出最佳匹配點：在步驟四的結果中，若某點對的互相關匹配值和最大，則該點對即為最終匹配的點x和x''。?

進一步的，所述的步驟三中構建矩陣Q需要根據下列公式：?

用一個方程描述空間點X在三幅圖像上的投影為：?