[發明專利]基于梯度域引導濾波的立體匹配方法

有效

• 申請號: 201710575149.6
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107564045B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 朱程濤;李鏘;滕建輔
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種基于梯度域引導濾波的立體匹配算法，包括：采用截斷亮度初始匹配代價聯合截斷梯度初始匹配代價計算方法計算得到參考圖像I_R的初始匹配代價p_R；根據梯度域引導濾波的原理，以初始匹配代價p_R為待濾波項，參考圖像為引導圖像，計算匹配代價最佳濾波參數根據梯度域引導濾波的原理，以參考圖像為待濾波項，參考圖像為引導圖像，計算參考圖像最佳濾波參數得到相應的濾波結果進行全域聚合，得到聚合后的匹配代價最佳濾波參數得到初始匹配代價的濾波結果；對得到的初始匹配代價濾波結果采用WTA策略獲取參考圖像的視差圖。

技術領域

本發明涉及計算機立體視覺領域中的立體匹配，可用于圖像的三維重建，在醫學圖像、媒體設備等中提供指導。

背景技術

立體匹配技術是計算機視覺領域內的重要研究方向之一，其旨在通過實現參考圖像與目標圖像之間的像素點匹配，繼而獲得場景的視差信息，通過對視差信息的轉化最終獲得場景的三維深度信息，該技術最為關鍵的一步是如何獲得高精度的視差信息。

現階段的立體匹配算法主要分為兩大類。一類是基于全局約束的全局算法，如基于置信傳播、協同優化、圖割等立體匹配算法，全局算法通常較為復雜，雖獲得的匹配精度較高但算法所需執行時間較長不易于實時應用。另一類是基于局部約束的局部算法，主要是通過在一定尺寸的聚合窗口內對匹配代價進行聚合，繼而得到匹配的結果，通常該類算法計算復雜度較低，易于實時應用。基于引導濾波的立體匹配算法是現階段具有代表性的局部立體匹配算法，該算法充分利用了引導濾波的性能，獲得了較好的匹配結果，但由于引導濾波在濾波時對于圖像的邊緣與紋理同等對待，同時在計算濾波參數時未考慮到窗口內像素點間的空間以亮度差異，上述因素導致了濾波的結果受到一定限制，因此該算法也存在一定的局限性。

立體匹配應用于眾多科技領域，有著廣泛的應用前景。近年來，計算機視覺理論的發展為獲得高精度的立體匹配效果提供了理論基礎。

發明內容

本發明針對基于引導濾波的立體匹配算法存在的不足提出一種基于梯度域引導濾波的立體匹配方法，利用梯度域引導濾波的優良濾波特性獲得更為精確的匹配結果，本發明的技術方案如下：

一種基于梯度域引導濾波的立體匹配方法，包括下列步驟：

(1)采用截斷亮度初始匹配代價聯合截斷梯度初始匹配代價計算方法計算得到參考圖像I_R的初始匹配代價p_R；

(2)根據梯度域引導濾波的原理，以初始匹配代價p_R為待濾波項，參考圖像為引導圖像，計算匹配代價最佳濾波參數

(3)根據梯度域引導濾波的原理，以參考圖像為待濾波項，參考圖像為引導圖像，計算參考圖像最佳濾波參數將其帶入梯度域引導濾波模型，得到相應的濾波結果