基于最優(yōu)斜面參數(shù)估計的局部立體匹配算法

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1、基于最優(yōu)斜面參數(shù)估計的局部立體匹配算法*收稿日期:2013-2;修訂日期:基金項目:國家863高技術研究發(fā)展計劃(2010AA7080302)作者簡介:曹曉倩(1986-),女,陜西彬縣,博士生,主要研究方向為立體視覺。Emai:littlegrass0606@163.com導師簡介:馬彩文(1965-),男,內(nèi)蒙古赤峰,研究員,博士生導師,主要從事圖像處理、目標跟蹤方面的研究工作。Email:cwma@opt.ac.cn曹曉倩1,2,馬彩文11.中國科學院西安光學精密機械研究所,陜西西安7101192.

2、中國科學院大學,北京100039摘要:針對傳統(tǒng)局部匹配算法在斜面場景匹配中所表現(xiàn)出的“階梯效應”,本文提出了一種基于最優(yōu)斜面參數(shù)估計的局部立體匹配算法。該算法首先為每一個像素隨機地分配一組斜面參數(shù),然后以新的斜面參數(shù)所定義的支撐域下當前像素的匹配代價是否減小為準則,迭代地進行斜面參數(shù)的“鄰域傳播—單點優(yōu)化”過程,并最終使得計算結果收斂到最優(yōu)斜面,同時估計得到稠密的亞像素級視差。通過對典型斜面場景圖像和Middlebury標準測試圖像對的匹配實驗表明,本文算法在將對普通場景的匹配效果保持在當前先進水平的同時

3、,對斜面場景的匹配消除了“階梯效應",且匹配率代表了局部匹配的先進水平。關鍵詞:圖像處理;立體匹配;斜面估計;階梯效應中圖分類號:TP391.41,文獻標識碼:A文章編號:Bestslant-planeestimationbasedstereomatchingalgorithmCAOXiao-qian1,2MACai-wen11.Xi;anInstituteofopticsandprecisionmechenics,ChineseAcademyofSciences,Xi’an710119,China;2.

4、UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,ChinaAbstract:Anovelstereomatchingalgorithmbasedonbestslant-planeestimationisproposedinthispaperinthepurposeofeliminating“stair-casing”whichshowsupfrequentlyintheslantscenematchingprocesswherethewindow-ba

5、sedmatchingalgorithmisused.Inthisprocedure,aslantparametervectorwasrandomlyattributedtoeverypixelinthereferenceimagefirstly,then,thosevectorsareiterativelypropagatedbetweenneighborpixelsfollowedbyarecursivelyslant-planeparameterrefinementprocessforeachpix

6、elsintheprincipleofwhetheralowercostcouldbegotunderthenewslant-planeparametervectors,untiltheparametervectorsareconvergedtothebestslant-planeparametervectorswhileasub-pixeldisparityisgotforeachpixelinthereferenceimage.Experimentresultsindicatetheeffective

7、nessofthealgorithm,theperformanceofthealgorithmontheslantsceneisrankedontopofthosestate-of–artalgorithmwhichisrelativelyclosetothealgorithmproposedhere,whiletheperformanceonthenormalsceneiscomparablewiththestate-of–artalgorithm.Keywords:ImageProcessingSte

8、reomatchingslantplaneevaluationstair-casing0引言立體視覺技術因其信息的豐富性以及在對抗環(huán)境中的隱蔽性在視覺導航,航天航空探測[1,2]等領域有很好的應用前景。而立體視覺的關鍵技術之一則是立體匹配,即尋找兩幅或者多幅圖像中對應于同一空間物點的像素,這一概念與普通圖像處理中的圖像配準[3,4]算法類似,只是立體匹配需要獲取稠密的配準圖譜。立體匹配算法根據(jù)其信息獲方式的不同分為主動立體匹配

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