基于线性滤波的树结构动态规划立体匹配算法

传统的动态规划立体匹配算法能有效保证匹配精度的同时提高运行速度, 但得到的视差深度图会出现明显的条纹现象,同时在图像弱纹理区域以及边缘存在较高的误匹配. 针对该问题,提出了一种新的基于线性滤波的树形结构动态规划立体匹配算法. 算法首先运用改进的结合颜色和梯度信息参数可调的自适应测度函数构建左右图像的匹配代价, 然后以左图像为引导图对构建的匹配代价进行滤波; 再运用行列双向树形结构的动态规划算法进行视差全局优化, 最后进行视差求精得到最终的视差图.理论分析和实验结果都表明, 本文的算法能有效地改善动态规划算法的条纹现象以及弱纹理区域和边缘存在的误匹配.     

一种利用动态规划和左右一致性的立体匹配算法

立体匹配是计算机视觉领域研究的一个重要课题,为了得到准确、稠密的视差图,提出了一种利用动态规划和左右一致性的立体匹配算法。该算法首先分别以左、右图像为基元图像,计算各自的视差空间图像,在视差空间图像上利用动态规划,计算得到左视差图和右视差图;然后通过使用左右视差图之间的一致性关系,消除误匹配点,得到较为准确的部分视差图;最后利用视差图的顺序约束关系,给出未匹配视差点的搜索空间计算方法,并利用一种简单有效的方法来计算这些点的视差值。在一些标准立体图像对上所做的实验结果表明,该算法效果良好。     

基于区域分割的动态规划立体匹配算法

提出一种基于区域分割的动态规划立体匹配算法。首先参考图像经自适应多阈值切割之后,得到一个由区域组成的集合,并沿着各个闭合区域的边界进行动态规划跟踪,然后对于非匹配区域和区域内部分别作视差融合和视差插值处理,获得最终的稠密视差图。实验结果表明,该算法能够取得较为理想的效果,视差图横向"条纹"瑕疵和边界区域上的误匹配点明显减少,层次更加分明,整个视差图平滑性较好,匹配效率有了显著提高。     

一种基于分割的两步立体匹配算法

提出了一种基于分割的两步立体匹配算法。第1步,利用动态规划和左右一致性约束计算地面控制点,将原始图像分割为许多小区域,假定每一个区域为同一个视差,并通过地面控制点计算部分区域的视差值;第2步将剩余未匹配的区域编码为一条染色体,用遗传算法进行优化,得到最终的稠密视差图。选用了一些标准图像对进行测试,实验结果表明,该算法具有很好的性能。     

提取轮廓图背景控制点的立体匹配算法

针对动态规划匹配算法的误匹配与狭窄遮挡物问题,提出一种在轮廓图中提取背景控制点的立体匹配算法,在立体图像对的轮廓图中选择背景控制点,利用动态规划在视差空间图像中搜索最优路径,根据视差约束以及狭窄遮挡物的判定公式完善视差图。仿真实验结果表明,该算法能够降低在视差不连续区域匹配上的误匹配率。     

基于图像分割和控制点的立体匹配算法研究

提出了一种基于图像分割和地面控制点（GCP）的立体匹配算法。利用Mean-shift算法将参考图像根据彩色信息快速聚类成不同区域,利用像素点的RGB信息与梯度信息相结合计算初始视差;引入地面控制点（GCP）约束,构造能量函数,利用动态规划方法（DP）计算能量函数最小值;在图像分割区域内采用快速投票方式优化初始视差并获得最终视差图。实验结果表明：该算法能有效处理视差不连续和遮挡区域,也解决了DP算法带来的条纹等问题。     

基于立体匹配的低纹理图像重构算法

针对立体匹配中低纹理区域容易产生误匹配及传统动态规划固有的条纹问题,提出一种改进的基于双目立体视觉的低纹理图像三维重构算法。该算法首先基于像素间相似度和像素自身特异性计算匹配代价并引入一种自适应多边形支撑区域聚集匹配度。然后采用一种全局意义的简单树形动态规划进行逐点匹配。最后基于左右一致性准则运用一种简单有效的视差校正方法消除误匹配得到最终视差图。实验证明将算法运用于实拍低纹理灰度图像的匹配,得到轮廓光滑清晰的三维点云,说明该方法的适用性。     

一种基于双重分割的立体匹配算法

立体匹配通过计算同一场景不同视点下图像的匹配像素的视差,恢复场景的深度信息.文中对传统的基于分割的立体匹配算法进行改进,提出了一种基于双重分割的立体匹配算法.首先对参考图像进行颜色欠分割,使每个区域包含足够的信息进行平面拟合;然后对初始匹配视差图进行分割,检测颜色分割中的欠分割区域并进行再分割,进而对再分割后的区域进行平面拟合;最后利用合作算法对不可信区域优化,以提高匹配算法的运行效率.Middlebury标准图像测试集上的实验结果表明,相对于传统分割算法,该算法时间开销更少、匹配精度更高.     

基于图像区域分割和置信传播的立体匹配算法

传统基于像素的立体匹配算法误匹配率较高.为解决该问题,提出一种基于图像区域分割和置信传播的匹配算法.采用均值偏移对参考图像进行区域分割,通过自适应权值匹配计算初始视差图,对各分割区域的初始视差用平面模型拟合得到视差平面参数,使用基于区域的改进置信传播算法求得各区域的最优视差平面,从而得到最终视差图.与全局优化的经典置信传播算法和图割算法的对比实验结果表明,该算法能降低低纹理区域和遮挡区域的误匹配率.     

基于图像分割的自适应窗口双目立体匹配算法研究

针对传统双目立体匹配算法采用固定窗口导致弱纹理区域匹配精度较低的问题,提出了一种基于图像分割的自适应窗口立体匹配算法.首先,采用Mean-shift算法对图像进行分割,之后对分割图像进行局部子区灰度标准差统计,在此基础上提出了一种根据纹理丰富程度进行窗口大小自适应设定的算子.基于自适应窗口大小设定,组合使用Census变换和梯度值计算匹配代价,并分别通过自适应权重代价聚合及"胜者为王"策略进行初始视差计算,最后利用左右视差一致性原则和加权中值滤波得到稠密视差图.采用提出的自适应窗口匹配算法与固定窗口匹配算法对Middlebury数据集上的标准图片进行匹配实验,实验结果表明,所提算法的平均匹配错误率为2.04％,相比对比算法,所提方法的匹配错误率分别降低了4.5％和7.9％.     

基于双序列比对算法的立体图像匹配方法*

在分析现有立体匹配方法的基础上,提出一种基于双序列比对算法的立体图像匹配方法。将立体图像对中同名极线上的像素灰度值看做是一对字符序列,使用基于动态规划思想的双序列比对算法对这些对字符序列进行匹配,以获取立体图像视差。为验证该方法的可行性和适用性,采用人脸立体图像对进行实验。实验结果表明,使用该方法进行立体图像匹配能获得光滑的、稠密的视差图。基于动态规划思想的双序列比对算法能够有效地解决立体图像匹配问题,从而为图像的立体匹配提供了一个实用有效的方法。     

基于行列双动态规划的立体匹配算法

提出一种基于行列双动态规划的立体匹配算法,采用能量最小化立体匹配模型,其中包含数据项和平滑项,在求解能量最小化过程中,在行方向上利用动态规划的方法给出视差图的能量最小化解,利用行动态规划的求解结果给予对应数据项一个奖励,同时在列方向上对视差图进行动态规划求解,并将其作为最终求解结果。实验结果表明,该算法能够取得较理想的效果。     

Fast unambiguous stereo matching using reliability-based dynamic programming

An efficient unambiguous stereo matching technique is presented in this paper. Our main contribution is to introduce a new reliability measure to dynamic programming approaches in general. For stereo vision application, the reliability of a proposed match on a scanline is defined as the cost difference between the globally best disparity assignment that includes the match and the globally best assignment that does not include the match. A reliability-based dynamic programming algorithm is derived accordingly, which can selectively assign disparities to pixels when the corresponding reliabilities exceed a given threshold. The experimental results show that the new approach can produce dense (>70 percent of the unoccluded pixels) and reliable (error rate < 0.5 percent) matches efficiently (<0.2 sec on a 2 GHz P4) for the four Middlebury stereo data sets.     

行列双动态规划的改进自适应立体匹配算法

在各种立体匹配算法中,利用动态规划算法求解可有效地提高立体匹配的速度和精确度,同时具有实时性好、易于实现的优点。利用动态规划算法的优点,提出一种基于行列动态规划的自适应立体匹配算法,采用改进的自适应代价函数和能量最小化模型,对最优化问题进行求解。在求解的过程中,基于行动态规划得到的列方向视差值的变化给予对应数据项不同的奖励值,以减少行动态规划产生的明显条纹,最后使用列动态规划得出最终结果。实验结果表明,该算法能够减少总体的匹配错误率,减少明显的条纹瑕疵,取得较理想的立体匹配效果。     

基于Triz理论的立体匹配方法

针对动态规划立体匹配方法中匹配精度和匹配时间的矛盾,引入Triz理论加以解决,提出基于Triz理论的立体匹配方法。通过在39矛盾矩阵中定位及相关矩阵解的求取,获得解决立体匹配矛盾的Triz建议。在Triz建议的启发下,将控制点的求取放在金字塔低分辨率图像上进行,并在视差空间图像上采用双向动态规划策略优化。实验结果表明,通过这2项改进,使得该方法在确保匹配精度的前提下,可获得较快的匹配速度。     

Probabilistic fusion of stereo with color and contrast for bilayer segmentation

This paper describes models and algorithms for the real-time segmentation of foreground from background layers in stereo video sequences. Automatic separation of layers from color/contrast or from stereo alone is known to be error-prone. Here, color, contrast, and stereo matching information are fused to infer layers accurately and efficiently. The first algorithm, layered dynamic programming (LDP), solves stereo in an extended six-state space that represents both foreground/background layers and occluded regions. The stereo-match likelihood is then fused with a contrast-sensitive color model that is learned on-the-fly and stereo disparities are obtained by dynamic programming. The second algorithm, layered graph cut (LGC), does not directly solve stereo. Instead, the stereo match likelihood is marginalized over disparities to evaluate foreground and background hypotheses and then fused with a contrast-sensitive color model like the one used in LDP. Segmentation is solved efficiently by ternary graph cut. Both algorithms are evaluated with respect to ground truth data and found to have similar performance, substantially better than either stereo or color/contrast alone. However, their characteristics with respect to computational efficiency are rather different. The algorithms are demonstrated in the application of background substitution and shown to give good quality composite video output.     

基于控制点的分层双向动态规划立体匹配算法

提出一种基于控制点的分层双向动态规划立体匹配算法．首先，利用改进Volumetric迭代算法获取具有高可靠度的控制点，将其作为具有正确视差的匹配点．其次，在高可靠度控制点的指导下，利用分层双向动态规划算法在DSI（disparity-space image）视差空间图中进行初匹配，进而在Delta DSI（delta disparity-space image）视差变化空间图中进行精匹配，从而获取高密度视差图．实验结果表明，该算法不仅可以改善传统直接动态规划立体匹配算法产生的带状条纹瑕疵，而且计算速度较快，匹配结果也优于传统动态规划的匹配结果．     

金字塔双层动态规划立体匹配算法

针对控制点修正的动态规划立体匹配算法存在控制点求取时阀长、实时性差的问题．提出一种金字塔双层动态规划立体匹配算法．采用金字塔算法求取低、商分辨率图像，然后分别在低、商分辨宰图像上求取候选控制点集和最终控制点集，并用最终控制点集修正商分辨率图像上的动态规划立体匹配．由干候选控制点集的求取在低分辨率图像上进行，算法用时大为减少．实验证明，此算法匹配率商、速度快．     

Implementation of a 3D Vision System on DSPs TMS320C31

In this paper, the implementation of a new stereo vision process on a specialized architecture which comprises of three DSPs TMS320C31 is described. The first step of our stereo vision system is a self-adaptive image segmentation algorithm based on a new concept that we call declivity. The second step is a new and fast stereo matching algorithm based on dynamic programming and using self-adaptive decision parameters. The goal of our work is to develop a stereo vision system that achieves an acceptable level of performance using a modest amount of hardware. This implementation is organized as follows: declivity extraction from the two stereo images is performed in parallel on two DSPs, one for the right image and the other for the left one. Then, the last DSP computes the declivity matching based on our dynamic programming method as well as the 3D maps calculation. Finally, experimental results obtained using real pairs of stereo images on a VME 150/40 Imaging Technology Vision System are presented. They show the feasibility and the effectiveness of our system. These results can surely be improved by using a new generation of DSP in order to consider real-time applications.