[發(fā)明專利]一種NCC和Census的最小生成樹航拍圖像雙目立體匹配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110453764.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN113344989B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳科羽;陳鳳翔;胡川黔;楊劉貴;畢家啟;郝軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06T7/33
• 分類號(hào): G06T7/33;G06T7/13
• 代理公司: 成都玖和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

1.一種NCC和Census的最小生成樹航拍圖像雙目立體匹配方法，其特征在于，包括以下步驟:

步驟S1：計(jì)算NCC和Census的匹配代價(jià)值：使用Sobel算子對(duì)航拍雙目圖像進(jìn)行邊緣檢測獲取2張邊緣圖，然后再進(jìn)行Census變換，再對(duì)原圖像進(jìn)行NCC變換；最后，將這兩個(gè)的匹配代價(jià)進(jìn)行非線性融合獲得最終的匹配代價(jià)；

步驟S2：計(jì)算代價(jià)聚合值:把圖像中的每個(gè)像素值當(dāng)做一個(gè)節(jié)點(diǎn)，上下左右相連，獲得一個(gè)四連通無向圖，根據(jù)權(quán)重值構(gòu)建最小生成樹,權(quán)重值是相鄰像素點(diǎn)之間的灰度差，然后沿著最小生成樹的路徑對(duì)步驟S1獲得的每一個(gè)像素點(diǎn)的匹配代價(jià)值進(jìn)行代價(jià)聚合；

步驟S3：計(jì)算初始視差圖：使用“勝者為王”算法獲得初始視差圖，這個(gè)算法是在視差范圍內(nèi)通過選擇最小的聚合后的匹配代價(jià)值所對(duì)應(yīng)的視差值作為最終視差值，獲得初始視差圖；

步驟S4：視差細(xì)化:使用左右一致性方法對(duì)初始視差圖進(jìn)行視差優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NCC和Census的最小生成樹航拍圖像雙目立體匹配方法,其特征在于：步驟S1的具體步驟如下：

Census變換是一種非參數(shù)變換，它是將像素p和以它為中心的窗口映射為一個(gè)比特流，用該比特流作為中心像素點(diǎn)的Census變換碼，傳統(tǒng)的Census變換映射關(guān)系如(1)式所示：

式中：I(p)、I(q)表示像素點(diǎn)p、q的灰度值大小，Census變換中對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的比特流由上式得到，其定義如下：

N_(p)是以像素p的變換窗口，表示將窗口內(nèi)的二進(jìn)制值連接成比特串；

對(duì)于在左圖中像素點(diǎn)p以及右圖中視差為d對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)q,在分別得到Census變換后的比特串cen(p)和cen(p,d),基于Census變換的匹配代價(jià)即為2串比特串之間的漢明距離，則基于Census變化的匹配代價(jià)可表示為:

Ccen(p,d)＝H(cen(p),cen(p,d))?????????????????(3)

通過Sobel算子檢測出像素點(diǎn)的邊緣信息后，會(huì)得到兩張邊緣圖，根據(jù)邊緣信息對(duì)邊緣圖進(jìn)行Census變換，計(jì)算公式如下：

C₁(p,d)＝H(edge(p),edge(d))????????????????????????(4)

歸一化互相關(guān)NCC匹配代價(jià)的計(jì)算公式如下：

式中，C₂(p,d)就是相似性的度量值，這個(gè)值越接近1，代表兩個(gè)匹配窗口的相似程度越大，p點(diǎn)表示左圖I_l的待匹配像素坐標(biāo)(p_x,p_y)，d表示在右圖I₂被查詢像素與p點(diǎn)在水平方向的距離，w_p表示以p點(diǎn)為中心的匹配窗口；

將Census的匹配代價(jià)和NCC匹配代價(jià)非線性融合，融合后的匹配代價(jià)公式為：

C(p,d)＝p(C₁(p,d),λ₁)+p(C₂(p,d),λ₂)???????????????(6)

p(C,λ)＝1-exp(-C(p,d)/λ)

?????????????????????????????(7)

C(p,d)表示視差平面d在像素點(diǎn)p的最終匹配代價(jià)值；λ₁、λ₂是Census變換和NCC匹配代價(jià)的控制參數(shù)；p(C,λ)是算法的魯棒參數(shù)，這樣可以將計(jì)算結(jié)果歸一化。