[發(fā)明專利]一種新型立體匹配優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111914913A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 文斌;朱晗;楊超;李知聰;曹仁軒
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/34;G06T7/13;G06K9/46
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 吳思高

一種新型立體匹配優(yōu)化方法，輸入雙攝像頭拍攝后經(jīng)過校正的、圖像類型為RGB的左右圖像，將所述左右圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，設(shè)定其中一個為參考圖像，另一個為檢索圖像，進行局部匹配；建立自適應(yīng)窗口；根據(jù)歐式空間的接近性和Lab顏色空間的相似性，構(gòu)造自適應(yīng)權(quán)重；構(gòu)造匹配代價：根據(jù)勝者為王算法，計算初始視差；根據(jù)左右一致性原則剔除誤匹配點，再用鄰點法補充剔除的誤匹配點；應(yīng)用邊緣約束算法進行視差聚類，得到優(yōu)化視差圖。相較于傳統(tǒng)自適應(yīng)權(quán)重算法，本發(fā)明方法所得到的視差圖精度相比較原算法而言得到明顯改善，極大的提升了在低紋理和視差不連續(xù)區(qū)域的匹配效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種新型立體匹配優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

立體匹配指的是通過雙攝像頭中的二維場景，通過對校正后的二維場景圖片進行視差匹配獲取三位場景深度信息的過程。其基本原理是在被檢索圖像中，尋找參考圖像在該圖像中的投影點。由于校正后的參考圖像中的點與投影點處于同一水平坐標上，因此只要計算參考點與投影點水平坐標的絕對值，就可以得到參考點的視差值，根據(jù)參考點的視差值就可以計算出該參考點所對應(yīng)的深度信息。通過這種方式所獲取的深度信息，被廣泛的應(yīng)用于移動機器人技術(shù)、3D建模技術(shù)、航空航天。

現(xiàn)有技術(shù)中立體匹配存在低紋理、以及視差不連續(xù)區(qū)域匹配效果較差的問題。邊緣信息對低紋理區(qū)域有很好的約束作用，然而現(xiàn)有技術(shù)方案中，多將注意力放在匹配過程，對視差的優(yōu)化中也缺乏對邊緣信息的考察，因此導(dǎo)致低紋理區(qū)域視差匹配效果較差問題。而視差不連續(xù)區(qū)域，目前認為自適應(yīng)窗口算法對該區(qū)域匹配有提升作用，在《A stereomatching algorithm with an adaptive window：theory and experiment》中，提出通過測算局部灰度和視差變換來選取適當窗口的方法，但該方法效率低下?！陡鶕?jù)灰度值信息自適應(yīng)窗口的半全局匹配》中提出根據(jù)窗口內(nèi)像素灰度值的平均值選擇窗口，該算法運行時間得到降低，但誤匹配率卻有所升高。

發(fā)明內(nèi)容

為提高在低紋理和視差不連續(xù)區(qū)域的匹配效果，本發(fā)明提供一種新型立體匹配優(yōu)化方法，該方法將RGB顏色空間下的絕對像素差與高斯差分圖像的絕對像素差相結(jié)合，作為自適應(yīng)權(quán)重算法的匹配代價，提出基于高斯差分圖像判斷的自適應(yīng)窗口大小的方法，并應(yīng)用基于邊緣約束的視差聚類優(yōu)化算法。相較于傳統(tǒng)自適應(yīng)權(quán)重算法，本發(fā)明方法所得到的視差圖精度相比較原算法而言得到明顯改善，極大的提升了在低紋理和視差不連續(xù)區(qū)域的匹配效果。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種新型立體匹配優(yōu)化方法，包括以下步驟：

S1：輸入雙攝像頭拍攝后經(jīng)過校正的、圖像類型為RGB的左右圖像，將所述左右圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，設(shè)定其中一個為參考圖像，另一個為檢索圖像，進行局部匹配；

S2：建立自適應(yīng)窗口；

S3：根據(jù)歐式空間的接近性和Lab顏色空間的相似性，構(gòu)造自適應(yīng)權(quán)重；

S4：構(gòu)造匹配代價：

S5：根據(jù)勝者為王算法，計算初始視差；

S6：根據(jù)左右一致性原則剔除誤匹配點，再用鄰點法補充剔除的誤匹配點；

S7：應(yīng)用邊緣約束算法進行視差聚類，得到優(yōu)化視差圖。

所述S1中，初始局部匹配的窗口大小為7×7，經(jīng)過本發(fā)明的大量驗證，7×7大小在固定窗口計算時準確率最高。

所述S2中，建立自適應(yīng)窗口，包括以下步驟：

S2.1、根據(jù)高斯差分函數(shù)處理圖像；

計算高斯差分圖像的公式如下：