[發(fā)明專利]一種基于GPU的高精度視差計(jì)算加速方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711406394.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN108174176B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮文鐸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽中科眾創(chuàng)空間科技有限公司
• 主分類號(hào): H04N13/128
• 分類號(hào): H04N13/128;H04N13/239
• 代理公司: 洛陽公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 孫笑飛

1.一種基于GPU的高精度視差計(jì)算加速方法，GPU設(shè)置為統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)，其特征在于：具體步驟包括：

S1、獲取左視角圖像、右視角圖像和基準(zhǔn)圖像：通過圖像獲取裝置拍攝，圖像獲取裝置包括固定連接的相機(jī)組和紅外散斑生成器，相機(jī)組包括并列設(shè)置的紅外左相機(jī)、RGB相機(jī)和紅外右相機(jī)，其中紅外左相機(jī)用于獲取左視角圖像，紅外右相機(jī)用于獲取右視角圖像，RGB相機(jī)用于獲取基準(zhǔn)圖像；

S2、從基準(zhǔn)圖像提取目標(biāo)區(qū)域，將目標(biāo)區(qū)域向右偏移得到左參考圖像，將目標(biāo)區(qū)域向左偏移得到右參考圖像；其中從基準(zhǔn)圖像中提取目標(biāo)區(qū)域采用Mask方法，具體包括：

（1）、拍攝背景圖像：

（2）、將目標(biāo)物體置于背景圖像前方，拍攝疊加圖像；

（3）、對(duì)背景圖像和疊加圖像做差分處理，提取目標(biāo)物體的輪廓線，輪廓線圍合出的區(qū)域即為目標(biāo)區(qū)域；

S3、將左視角圖像中與左參考圖像上目標(biāo)區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分設(shè)置為左有效區(qū)域，將右視角圖像中與右參考圖像上的目標(biāo)區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分設(shè)置為右有效區(qū)域；

S4、將左有效區(qū)域和右有效區(qū)域分別拆分為若干個(gè)有效塊，有效塊的大小為32×32的整倍數(shù)；

S5、將有效塊拆分為若干個(gè)32×32的傳播區(qū)塊，對(duì)左視角圖像和右視角圖像中每個(gè)傳播區(qū)塊進(jìn)行視差值迭代更新，視差值迭代更新過程中傳播區(qū)塊的所有像素值存入到GPU的紋理內(nèi)存中，視差值迭代更新過程的過程參數(shù)存入到GPU的共享內(nèi)存中。

2.如權(quán)利要求1的一種基于GPU的高精度視差計(jì)算加速方法，其特征在于：任意兩個(gè)相鄰的傳播區(qū)塊之間均有一個(gè)重疊區(qū)，重疊區(qū)為32個(gè)排列成行的像素或者32個(gè)排列成列的像素。

3.如權(quán)利要求1的一種基于GPU的高精度視差計(jì)算加速方法，其特征在于：視差值迭代更新包括空域傳播，空域傳播包括行方向傳播、行方向逆?zhèn)鞑ァ⒘蟹较騻鞑ズ土蟹较蚰鎮(zhèn)鞑ィ^程參數(shù)包括像素的當(dāng)前視差值和當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)。

4.如權(quán)利要求3的一種基于GPU的高精度視差計(jì)算加速方法，其特征在于：

行方向傳播的具體方法為：在行方向上，對(duì)于任一像素用其前一像素的視差值作為傳播視差值計(jì)算傳播視差分?jǐn)?shù)，如果傳播視差分?jǐn)?shù)大于當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，則用傳播視差值替換當(dāng)前視差值，用傳播視差分?jǐn)?shù)替換當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，如果傳播視差分?jǐn)?shù)小于或者等于當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，則不改變當(dāng)前視差值和當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)；

行方向逆?zhèn)鞑サ木唧w方法為：在行方向的逆方向上，對(duì)于任一像素用其前一像素的視差值作為傳播視差值計(jì)算傳播視差分?jǐn)?shù)，如果傳播視差分?jǐn)?shù)大于當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，則用傳播視差值替換當(dāng)前視差值，用傳播視差分?jǐn)?shù)替換當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，如果傳播視差分?jǐn)?shù)小于或者等于當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，則不改變當(dāng)前視差值和當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)；

列方向傳播的具體方法為：在列方向上，對(duì)于任一像素用其前一像素的視差值作為傳播視差值計(jì)算傳播視差分?jǐn)?shù)，如果傳播視差分?jǐn)?shù)大于當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，則用傳播視差值替換當(dāng)前視差值，用傳播視差分?jǐn)?shù)替換當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，如果傳播視差分?jǐn)?shù)小于或者等于當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，則不改變當(dāng)前視差值和當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)；

列方向逆?zhèn)鞑サ木唧w方法為：在列方向的逆方向上，對(duì)于任一像素用其前一像素的視差值作為傳播視差值計(jì)算傳播視差分?jǐn)?shù)，用傳播視差分?jǐn)?shù)替換當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，如果傳播視差分?jǐn)?shù)大于當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，則用傳播視差值替換當(dāng)前視差值，如果傳播視差分?jǐn)?shù)小于或者等于當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)，則不改變當(dāng)前視差值和當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)。

5.如權(quán)利要求4的一種基于GPU的高精度視差計(jì)算加速方法，其特征在于：空域傳播的具體方法為：

S3.1、設(shè)定當(dāng)前視差值平均改變量閾值X；

S3.2、將傳播區(qū)塊中所有像素的當(dāng)前視差值和當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)存入到GPU的共享內(nèi)存中；

S3.3、對(duì)傳播區(qū)塊同步進(jìn)行行方向傳播和列方向傳播；

S3.4、對(duì)傳播區(qū)塊同步進(jìn)行行方向逆?zhèn)鞑ズ土蟹较蚰鎮(zhèn)鞑ィ?/p>

S3.5、將傳播區(qū)塊中所有像素的當(dāng)前視差值和當(dāng)前視差分?jǐn)?shù)從共享內(nèi)存中讀出，并計(jì)算整個(gè)左視角圖像中所有像素當(dāng)前視差值平均的改變量X₁和整個(gè)右視角圖像中所有像素當(dāng)前視差值平均的改變量X₂；

S3.6、重復(fù)進(jìn)行S3.3至S3.5，直到X₁和X₂均小于X。