基于色彩信息與像素特征的立體圖像局部匹配算法研究.pdf

1、立體圖像系統(tǒng)是近年來興起的一種新的媒體系統(tǒng)，能夠極大程度的提升人們的視覺體驗，而視差信息是進行立體圖像處理的基礎(chǔ)。立體圖像匹配技術(shù)是獲取視差信息的主要手段，是近年來計算機視覺領(lǐng)域研究的熱點，在機器人視覺、醫(yī)學(xué)、軍事、航空、娛樂等各方面都有著非常廣泛的應(yīng)用前景。一般而言，立體圖像匹配算法可以分為局部匹配算法和全局匹配算法兩類，全局匹配算法由于運算復(fù)雜，因此匹配效率較低，本文主要對局部匹配算法中基于自適應(yīng)窗、基于自適應(yīng)權(quán)重和基于像素特征性的

2、三種匹配方法進行了詳細的研究。
　　傳統(tǒng)的固定窗匹配算法對每個像素采用大小固定的匹配窗口進行匹配。圖像不同區(qū)域的像素匹配精度受到匹配窗口大小的影響，在匹配窗口較大時同質(zhì)區(qū)域匹配精度較高而邊緣區(qū)域匹配精度較低，在匹配窗口較小時同質(zhì)區(qū)域匹配精度較低而邊緣區(qū)域匹配精度較高。基于自適應(yīng)窗的匹配算法為不同區(qū)域的像素選取大小和形狀不同的匹配窗口，能夠獲得比傳統(tǒng)的固定窗匹配算法更好的匹配精度。如何快速有效的為每個像素選取大小和形狀不同的匹配窗口

3、是基于自適應(yīng)窗匹配算法的核心問題。本文提出了一種改進的自適應(yīng)窗匹配算法，該算法基于顏色接近的像素視差相近的假設(shè)，采用彩色分組技術(shù)確定每個像素匹配窗口的大小和形狀，保證了匹配窗口中所有像素視差都具有一致相關(guān)性。實驗結(jié)果表明，該算法在僅采用一次迭代計算的前提下也具有較好的匹配精度。
　　和基于自適應(yīng)窗的匹配方法不同，基于自適應(yīng)權(quán)重的匹配方法采用大小固定的匹配窗，但對匹配窗內(nèi)每個像素點，根據(jù)其視差和中心點像素視差的接近程度，自適應(yīng)的分配

4、不同的匹配權(quán)重。自適應(yīng)彩色權(quán)重法基于顏色相似、距離相近的兩個像素的視差相關(guān)性大的假設(shè)，對匹配窗內(nèi)每個像素，根據(jù)距離中心像素的遠近和色彩的相似性，分配不同的匹配權(quán)重，有著較好的匹配精度。本文詳細分析了自適應(yīng)彩色權(quán)重法存在的不足，并結(jié)合彩色分割對自適應(yīng)彩色權(quán)重算法中權(quán)重分配的過程進行了改進，提高了算法在邊緣區(qū)域、紋理密集區(qū)域和同質(zhì)區(qū)域的匹配精度。
　　基于像素特征性的匹配方法首先提取左右圖像每個像素的特征性，并基于兩個像素特征性越強，

5、相互匹配的可能性越高的假設(shè)，在匹配過程中綜合考慮像素相似性和特征性兩個因素進行匹配篩選。由于圖像邊緣區(qū)域和紋理密集區(qū)域像素特征性較強，基于像素特征性的匹配方法能夠有效的改進這些區(qū)域的像素匹配精度。如何提取左右圖像像素特征性是基于像素特征性的匹配方法的關(guān)鍵，本文提出了一種結(jié)合彩色分割的像素特征性估計方法，提高了左右圖像像素特征性提取的準(zhǔn)確性；并且基于處于同一彩色平面的像素視差相關(guān)性大的假設(shè)，利用彩色分割得到的區(qū)域信息，減少了視差搜索的范圍