雙目立體匹配的理論研究及算法優(yōu)化.pdf

1、雙目立體視覺(jué)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的一個(gè)重要研究課題，雙目立體視覺(jué)通過(guò)CCD攝像機(jī)采集的雙目圖像對(duì)中提取所需信息。通過(guò)比較同一場(chǎng)景下的兩個(gè)角度的不同信息，檢測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系提取3維信息。這類似于人眼的立體觀測(cè)。雙目立體匹配是立體視覺(jué)中是最重要的環(huán)節(jié)，決定最后匹配視差圖的結(jié)果，也決定提取的3D信息正確性。立體匹配中難以攻克的問(wèn)題主要有光照影響，遮擋引起的誤匹配和所屬場(chǎng)景低紋理區(qū)域的誤匹配。尤其是在實(shí)際場(chǎng)景中，復(fù)雜背景中的自然現(xiàn)象使立體匹配中的

2、諸多問(wèn)題互相雜糅，造成立體視覺(jué)失真。
　　針對(duì)實(shí)際場(chǎng)景中，立體匹配遇到的具體難點(diǎn)客觀分析并提出合理有效的解決方案。
　　(1)研究了實(shí)際場(chǎng)景中的光照噪聲對(duì)立體匹配的影響，創(chuàng)新性地提出了一種能降低光照對(duì)圖像信息干擾的算法，一種基于一階不變矩變換處理原始雙目圖像對(duì)，降低光照不均所產(chǎn)生的誤匹配。
　　(2)分析了立體匹配中必然存在的遮擋現(xiàn)象，創(chuàng)新性地提出一種基于區(qū)域生長(zhǎng)的立體匹配視差校正算法。算法模型包括:基于自適應(yīng)參數(shù)的簡(jiǎn)

3、單樹(shù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法和基于區(qū)域生長(zhǎng)法的視差校正算法。首先通過(guò)基于自適應(yīng)參數(shù)的簡(jiǎn)單樹(shù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法得到一幅背景較為干凈，細(xì)節(jié)保留較為完整的初始視差圖，然后對(duì)初始視差圖提取邊緣，通過(guò)存疑區(qū)域生長(zhǎng)法檢測(cè)存疑區(qū)域，最后利用顏色相似性對(duì)存疑區(qū)域視差值進(jìn)行重新填充，得到最終視差圖。
　　(3)研究了立體匹配中低紋理區(qū)域的視差誤差產(chǎn)生原因，創(chuàng)新性地提出一種基于邊緣的立體匹配算法。首先通過(guò)sobel算子提取雙目圖像對(duì)獲得左右邊緣圖，然后以邊緣為約束條件

4、，通過(guò)計(jì)算對(duì)應(yīng)匹配點(diǎn)的顏色信息聚合代價(jià)函數(shù)，得到最終視差圖。
　　為驗(yàn)證算法可行性，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果視差圖上傳到Middlebury平臺(tái)上，由平臺(tái)上的測(cè)評(píng)系統(tǒng)對(duì)結(jié)果圖進(jìn)行算法仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，文章算法能有效解決復(fù)雜背景下由遮擋引起的前景膨脹問(wèn)題和低紋理區(qū)域的視差紊亂問(wèn)題，獲得良好的匹配精度。
　　為驗(yàn)證算法在實(shí)際場(chǎng)景的可行性，構(gòu)建了可見(jiàn)光雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)，實(shí)踐算法于實(shí)際場(chǎng)景中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，算法減少光照不均的影響和提高低紋理區(qū)域