基于小基高比的快速立体匹配方法

为了提高立体匹配效率和获得高精度的亚像素级视差,该文提出一种快速的小基高比立体匹配方法。该方法首先利用积分图像加速自适应窗口和规范互相关度量的计算,然后根据可靠性约束进一步拒绝错误匹配,再采用基于迭代二倍重采样的亚像素级匹配方法为可信点计算亚像素级视差,最后利用基于图分割的视差平面拟合方法获得稠密的亚像素级视差图。实验结果表明该方法不但可获得高精度的亚像素级视差而且还提高了算法的匹配效率,满足了小基高比立体重建的需求。     

基于互信息的亚像素级立体视觉点匹配方法研究

在立体视觉测量中,为获得更高精度,往往需要将视差计算精确到亚像素级。将互信息理论引入双目图像配准并结合多分辨率技术实现亚像素级点匹配。采用Bouguet立体校正算法对左右图像进行极线校正,利用Harris角点探测器检测目标并将获取角点作为待匹配点,采用最大互相关法进行搜索确定像素级匹配点。然后对以左右匹配点为中心的20×20邻域图像进行插值并分别放大10倍和100倍,采用互信息方法先对低分辨率图像进行配准,再在高分辨率图像上进一步细化求精,结合像素级匹配的整数视差可得最终亚像素级视差。实验结果表明,该方法能将视差精度提高到0.01像素。     

基于极线校正的亚像素相位立体匹配方法

针对双目结构投影光栅相位法三维测量系统中立体匹配的效率与精度问题,提出了基于极线校正的亚像素相位立体匹配方法。首先,通过外极线校正算法将双目立体视觉几何结构校正为平视双目标准几何结构,使匹配点对在左右相机上的成像点位于同一水平线上。然后,采用双线性内插法获取校正后新相位图像对,并提出一种基于相位区域匹配的立体匹配算法,获得初始匹配点。最后,提出采用最小二乘拟合将初始匹配点附近3×3邻域内的相似度量拟合为一个二次曲面,然后求解得到该曲面的局部最小值,得到与待匹配点相位相同的右摄像机匹配点坐标。通过对标准平板平面度进行测量与精度分析,表明该方法能够快速、准确的实现立体匹配。     

基于多尺度分析的快速相位立体匹配

基于相位的立体匹配是双目投影光栅相位法中的重要步骤,但传统的相位匹配方法在处理高分辨率图像时因存储空间大大增加,难以达到匹配速度与精度的平衡。文章提出了一种基于多尺度分析的快速相位立体匹配算法,采用分层匹配的策略,对预处理后的左右绝对相位图进行降采样以生成图像金字塔,利用低分辨率的视差匹配结果以预测下一层视差,以此降低下层高分辨率图像的视差搜索范围,达到匹配速度与精度的平衡。实验结果表明,所提算法在保证精度的情况下能有效提升相位立体匹配速度,实现高分辨率相位图快速准确的立体匹配。     

一种基于图像分割的立体匹配算法

针对在立体匹配过程中的低纹理和视差不连续的问题,提出了一种基于图像分割的立体匹配算法。首先采用Mean-Shift算法对彩色图像进行图像分割,并认为分割区域块内的像素视差是平滑的,然后采用较大窗口匹配方法,提取左右彩色图像相似像素点作为种子点,根据区域内的平滑约束条件,利用小窗口匹配方法将种子点向周围区域扩散,最终得到稠密视差图。实验结果表明该算法相比传统的自适应匹配算法,视差不连续区域匹配误差降低10%左右。     

基于Mean Shift立体匹配的视图合成算法及仿真

立体匹配一直是计算机视觉和图像处理领域的中心研究问题。文中提出一种基于Mean Shift算法理论的区域分割图像的立体匹配方法,实现水平方向任意位置的视图合成。新的立体匹配方法是根据分割区域像素间的颜色相似性和多窗口的权值匹配代价函数实现立体图像的匹配,通过上述匹配法得到的视差图采用winner-take-all进行优化视差值并对其做平滑操作,最后采用正向视图插值方法对任意位置进行视图合成。实验结果表明,该算法具有良好的图像分割效果,较小的视图误差,轮廓清晰,具有良好的立体效果。     

基于相位相关和模板匹配的亚像素图像配准参数估计

针对图像配准中的亚像素参数估计问题,提出了一种相位相关和模板匹配相结合的方法。该方法先采用相位相关法进行粗配准,找到整像素平移;然后运用模板(窗口)匹配和基于最小二乘的曲面拟合法实现亚像素图像配准参数估计。通过实验表明该方法可以充分利用FFT的高效运算,达到亚像素精度。     

MEMS测量中一种新型的亚像素定位技术

亚像素定位技术是实现基于视觉的高精度MEMS测量的关键。文章提出了一种混合非线性优化和离散傅里叶变换的亚像素定位方法。首先通过相位相关法估计出像素级平移参数,然后利用互功率谱的整体信息,在其邻域范围内进行上采样矩阵傅里叶变换,精确定位相位互相关谱的峰值,测得亚像素级平移参数,最后实现了图像的高精度匹配。实验表明,该算法的定位精度优于扩展的相位相关法,像素定位精度能达到0.01像素,能够满足MEMS运动图像的高精度定位,且具有更好的噪声抑制能力和计算复杂度较低的特点。     

一种快速区域立体匹配算法设计及实现

为了精确建立两幅图像像素间的对应关系,克服区域立体匹配算法计算量大的缺点,提出了一种改进的区域立体匹配算法。改进的区域匹配算法运用双向立体匹配策略来提高两幅图像像素间的匹配精度,并结合mean-shift图像分割技术,在同一区域具有相同视差的假设前提下获得图像的稠密视差;为了克服区域立体匹配计算量大的缺点,该算法引入伪极线约束将真正匹配点的位置限定在一个非常小的范围内,从而大大减少了匹配点的搜索范围,有效地降低了匹配算法的计算量。实验结果表明,改进的双向匹配算法可以有效地缩小匹配搜索范围,并实现图像间的精确稠密匹配。     

基于角点检测的双目视觉测距新方法

为解决双目视觉中立体匹配困难、效率低的问题,提出了一种基于角点检测的人工匹配方法实现双目视觉测距。首先介绍了双目测距基本原理,对摄像机进行了标定,并采用Bouguet立体校正算法对双目视觉系统进行立体校正;然后采用J.Shi和C.Tomasi提出的角点方法对立体校正后的左右摄像机图像中被测目标上的同一特征点进行了亚像素级角点提取,并利用提取的匹配角点坐标结合双目视觉测距公式实现距离测量。     

Human visual system and segment-based disparity estimation

In this paper, an efficient segment-based disparity estimation algorithm is proposed, based on wavelet transform and human visual system. The core idea is to estimate disparity not only from the left and right images but also from their decomposed sub-bands up to a certain level. The stereo image pair is divided into the segments of homogeneous color. Instead of assigning a disparity value to each pixel inside a segment, a disparity plane is assigned to each segment and the stereo matching problem is formulated as an energy minimization problem in the segmented domain. The optimal disparity plane labeling is approximated by applying belief propagation, which assigns the corresponding disparity plane to each segment. The obtained disparity maps are merged into a single disparity map using the human visual system model. Experiments with stereo image pairs show the validity of the proposed method.     

基于微粒子群优化算法的数字散斑图像相关方法

为了能够通过一步搜索同时得到数字散斑图像中所测点的整像素和亚像素位移信息,采用灰度插值的方法构造了亚像素子区,改进了基于微粒子群算法的数字图像散斑相关方法。对含有平移信息的模拟散斑图和具有应变的模拟散斑图进行相关计算,验证了该方法的适用性;在对具有微小面内位移转动的试件进行测量时,比较了整像素的微粒子群算法和不同量级的灰度插值下的亚像素微粒子群算法。结果表明,基于微粒子群算法的亚像素数字散斑图像相关方法在测量小位移方面具有一定的优越性。     

Simple stereo algorithm for 3D positioning of object points

A simple stereo algorithm for 3D positioning of object points is presented. The superimposed difference image is formed from a pair of stereo images. The features are extracted from only the superimposed difference image and the disparity is determined by searching paired features in the given window without recourse to the stereo matching     

Content-Based Pseudoscopic View Detection

Stereoscopic images are generated from a pair of images (i.e., left and right images). In order to generate 3-D perception using the left and right images, it should be guaranteed that each image is perceived by the corresponding eye only. However, the depth perception becomes distorted when the left and the right eye views are interchanged, also known as a pseudoscopic problem. In this paper, we propose a novel method for detecting the pseudoscopic view by using disparity comparison in stereo images. Our approach originates from the idea that the disparities on a scene are categorized into three classes: zero disparity, positive disparity, and negative disparity, and that the foreground is usually located in front of the background. The proposed pseudoscopic view detection system consists of three sequential stages: 1) foreground/background segmentation, 2) feature points extraction, and 3) disparity comparison. We first segment the given image into two layers (i.e., foreground and background). Then, the feature points at each layer are extracted and matched to estimate the disparity characteristics of each layer. Finally, the existence of the pseudoscopic view can be investigated by using a disparity calibration model (DCM) presented in this paper and comparing the sign and magnitude of the average disparity of selected matching points set at each layer. Experimental results on various stereoscopic video sequences show that the proposed method is a useful and efficient approach in detecting the pseudoscopic view stereo images.     

Geometry constraints and matching algorithm for lunar rover stereo vision

China has started the lunar exploration project inclu-ding alunar satelliteto belaunchedin2007 .Inthe nextstep alunar rover will be requiredto move onthe lunarsurfacein alarge range for scientific goals . Vision sys-temis a crucial part of alunar rover sinceit isin chargeof building quantitative models of terrain geometry andmaking the spatial layout of the environment explicit .Many direct terrain-mapping techniques ,such as laserranging,have been developed for mobile robots on theearth andso…     

极线和级次双约束的光栅投影测量方法

利用结构光辅助立体视觉技术在三维测量领域可以很好地解决被测物特征稀疏的问题,从而实现对物体几何尺寸的高精度测量。提出了利用极线和条纹级次双约束的方式,通过双目相机中的极线约束原理和多频外差法得到的光栅条纹级次进行混合约束,降低了立体匹配的待匹配区域。立体匹配过程中设计了一种带权值的窗口模板,利用相位信息配合模板匹配的方式确定初始匹配点,并通过初始匹配点与附近点的相位差值利用二次曲线拟合方法实现亚像素级匹配。实验表明:该方法在较小视场测量中应用良好,对直径10 mm大小的球体可以实现快速、准确的测量。     

改进型形状上下文的工件立体匹配方法

为了解决传统形状上下文直方图相似性计算需遍历轮廓采样点、计算复杂性高、不能满足工业实时性要求的问题,提出了一种改进型形状上下文的工件立体匹配方法。改进匹配搜索策略,引入立体图像对质心的视差约束条件,并利用形状上下文直方图分布信息进行初步筛选,获取候选匹配点集,减少后续匹配计算复杂度;为增加匹配点与非匹配点的区分度,对形状上下文相似性度量进行加权处理;匹配时融合对应轮廓采样点33邻域的梯度方向直方图特征,与形状上下文构成联合相似性度量;最后采用随机抽样一致性算法剔除误匹配点对。对改进算法进行了理论分析,并应用于工件图像进行实验验证,通过实验给出了相应的实验对比。结果表明,改进的方法具有较高的匹配精度和更快的匹配速度,鲁棒性高。