基于双目立体匹配的视差提取算法研究

在计算机视觉领域,立体视觉因为更接近人的真实感受,一直是研究的重点和热点。立体视觉技术广泛应用于军事、医疗、工业等领域,具有广阔的应用前景和极大的商业价值。而利用立体匹配技术估计视差是立体视觉中的核心问题,立体匹配是指在不同角度下拍摄同一场景得到的两张图片中,寻找其中相对应的点,并根据两个点在图像中的偏差得到视差,进而得到视差图像,其精度直接决定着后续三维重建的效果。因而,对基于立体匹配技术的视差提取算法进行研究,具有重要的学术价值和现实意义。 本文针对基于立体匹配的视差提取问题展开研究。首先介绍了立体匹配算法的研究发展现状,说明了目前面临的问题和本文要开展的工作。随后,对立体视觉系统和立体匹配中的一些基本原理和概念进行了介绍,并对常用的几种立体匹配算法：区域匹配、动态规划、图割和置信度传播进行了说明和讨论。在此基础上提出对区域匹配和动态规划算法的改进方法。 针对区域立体匹配算法中支持区域和匹配代价选择的问题,本文提出将WLD(韦伯局部算子)纹理特征用于立体匹配。在匹配代价中加入WLD特征进行约束,并利用WLD特征进行可靠视差点的筛选,使用线分割确定支持区域来进行立体匹配。 而对于基于动态规划的立体匹配算法匹配过程中视差图出现“条纹”特征的问题,提出在行和列两个方向上多次寻优的方法抑制“条纹”。首先使用mean-shift算法对图像进行分割,利用分割结果改进能量函数。在此基础上在行和列两个方向上寻优求出最终视差。 实验表明,本文算法与一些传统算法相比,效果具有明显的改善。 在文章的最后,介绍了一款视差提取软件的实现。将一些常用的算法以及本文的改进算法集成到软件当中,并配以可视化界面和相关说明,方便以后的研究工作。