[發明專利]一種對光照不敏感的局部立體匹配方法

在審

• 申請號: 202010797807.8
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112150519A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 高亞超;馬永輝;袁廣振;趙金升
• 申請（專利權）人: 華洋通信科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T7/13;G06T5/00;G06T7/90;G06T7/00
• 代理公司: 徐州創榮知識產權代理事務所(普通合伙) 32353
• 代理人: 晏榮府

1.一種光照不敏感的局部立體匹配方法，其特征在于：包括代價計算、代價聚合、視差計算和視差精化四個階段；

代價計算階段：融合梯度信息和HSV顏色空間的像素強度信息作為初始代價，并采用邊緣加權的方法對邊緣信息相似點的代價進行加權；

代價聚合階段：在跨尺度模型下使用引導濾波進行代價聚合；

視差計算階段：采用WTA算法進行視差選擇；

視差精化階段：通過左右一致性檢測，空洞填充和加權中值濾波的方法進行視差精化處理。

2.根據權利要求1所述的一種光照不敏感的局部立體匹配方法，其特征在于：代價計算階段包括初始代價計算和邊緣加權的代價計算，具體如下：a、初始代價計算采用顏色強度和梯度信息相結合的代價計算方法，在計算顏色強度時，采用HSV顏色空間，RGB轉換到HSV顏色空間公式如下：

對于兩幅圖像I和I′，匹配代價計算函數可表示為：

C＝f(I,I′) (2)

視差為d時點i的代價表示為：

C(i,d)＝(1-α)·min[C_AD,τ_c]+α·min[C_GRAD,τ_g]， (3)

式中，α是平衡因子，用于調節顏色強度和梯度對于代價的貢獻比例，τ_c和τ_g分別為顏色絕對值差和梯度絕對值差的截斷閾值，用來降低異常值的影響；C_AD和C_GRAD分別是顏色強度絕對值差和梯度強度絕對值差，可表示為：

I(i)和I′(i_d)分別表示參考圖和目標圖的顏色強度，和表示參考圖和目標圖沿x軸方向的梯度；i_d表示目標圖上坐標點(x_i-d,y_i)；下標H、S分別表示H通道和S通道；β表示不同通道對代價的貢獻值；

b、邊緣加權的代價計算方法

對立體匹配圖形對采用Canny算法進行邊緣檢測，得到包含邊緣信息的二值化圖像；對邊緣圖像進行二進制編碼，以像素i為中心，r為半徑選擇一個矩形窗口N(i)，遍歷該窗口，對邊緣點和非邊緣點分別用1和0賦值：

統計以像素i為中心的窗口內邊緣點的數量n_E(i)，并將窗口內所有點映射為一個比特串s_E(i)，用于保存邊緣結構信息：

式中，符號表示按位連接；

根據邊緣的數量和結構信息，定義參考圖和目標圖的邊緣代價函數表示為：

c_n(i,d)＝|n_E(i)-n_E′(i_d)|， (8)

其中，c_n(i,d)表示像素點i和i_d所在鄰域內邊緣點數量差值，c_n(i,d)越小，以i和i_d兩點為中心的矩形窗內邊緣點數量越接近，c_s(i,d)表示點i和i_d二進制編碼的漢明距離，c_s(i,d)越小，則兩點邊緣結構越相似；

當像素點處于弱紋理或無紋理區域時，邊緣點數量少，結構差異較小，邊緣信息缺乏魯棒性，對于這部分點不采取加權：

式中，C′(i,d)表示經過邊緣加權后像素點i在視差d下的匹配代價，T表示邊緣數量限制閾值，λ表示邊緣加權系數，λ選擇策略如下：

其中，k₁，k₂是獎勵系數，0＜k₂＜k₁＜1，τ_n和τ_s分別是數量容錯閾值和結構容錯閾值，對于邊緣點數量差值小于τ_n的兩點，認為是“相似點”，將該點初始代價乘以獎勵系數k₁獲得較小的代價值，對于邊緣數量差值小于τ_n且邊緣結構差值小于τ_s的兩點，認為是“強相似點”，該點初始代價乘以獎勵系數k₂獲得更小的代價值。