自适应窗口和半全局立体匹配算法研究

针对区域立体匹配算法中匹配窗口的选择和在图像中视差不连续、弱纹理区域误匹配率较高的难题,提出了一种自适应窗口和半全局算法相结合的立体匹配算法.该算法先通过基于灰度的自适应窗口算法计算初始匹配代价,然后利用相邻像素之间的视差梯度作为约束,采用半全局立体匹配算法以得出视差图.最后对左右视差图进行左右一致性遮挡检测,获得精确的稠密视差图.针对不同的图像信息采用自适应窗口和半全局算法相结合的立体匹配算法,剔除、修正了视差不连续、弱纹理区域的误匹配点,得到匹配效果较好的视差图.实验结果表明:该算法有效降低了视差图在视差不连续、弱纹理区域和遮挡处的误匹配率.     

非参数变换和改进动态规划的立体匹配算法

针对传统稠密立体匹配方法在非纹理区、深度不连续处和遮挡处存在错误匹配率过高的问题,提出一种基于非参数变换和改进动态规划相结合的立体匹配算法.采用稀疏非参数变换相关方法计算初始局部匹配代价,并利用行列双向约束动态规划算法对匹配代价进行全局优化,在获取初始视差后分别对原始图像每一像素点进行可信性与纹理性检测,最后利用视差平面拟合结果代替非纹理与非可信区域像素点的原始视差,得到稠密视差图.实验表明,该算法具有较高的鲁棒性与匹配精度,尤其在处理图像的非纹理区、深度不连续处和遮挡处,可获得精确的匹配结果.     

基于图像分割和可变窗的联合立体匹配

提出一种基于图像分割和可变窗的联合立体匹配算法。首先对参考图像和目标图像进行图像分割,根据视差在同一色彩分割区域平滑的假设,计算出分割区域的匹配代价;然后由窗口内的匹配误差均值、误差方差、偏向误差确定最佳可变窗并求出其匹配代价;最后综合两类匹配代价通过局部优化方法获得稠密视差图。实验结果表明,该算法能够较好的处理低纹理和深度不连续区域,得到较高匹配精度的同时降低了匹配时间。     

纹理萃取耦合U型更新的图像修复算法

针对传统图像修复算法在对破损区域优先权计算时,没有对破损图像纹理进行合理的预先处理,致使修复后的图片出现错误的匹配和纹理延伸等诸多问题,提出一种纹理萃取耦合U型更新的图像修复算法。首先,利用小波变换的方法去噪再结合角点检测分析,萃取出破损区域的纹理指标,对破损区域进行纹理萃取处理,以有效反应破损区域图像与匹配图像中纹理的相似度,在优先权计算时,利用萃取的纹理指标,以增加对匹配块优先选取的可靠性。其次,为解决Criminisi算法中置信度值快速趋0,从而导致修复图像连贯性差的问题,利用U型计算方式对修复块的置信度进行强化从而抑制置信度的快速衰减,解决修复图像连贯性差的问题,优化图像修复的视觉效果。通过与不同的图像修复算法进行对比实验,验证了文中所提修复方法具有更加稳定修复效果,更加符合肉眼在对图像观察时的视觉要求。     

旋转尺度不变的实时高精度场景匹配算法

针对场景匹配技术中以二进制稳健基元独立特征( binary robust independent elementary features,BRIEF)为代表的实时算法匹配错误率高的问题,提出一种基于局部梯度二值化的特征描述算法.该算法利用重心向量方向归一化特征描述区域,保证了特征描述符的方向不变性.同时,融合基于局部梯度二值化的区域纹理信息以降低特征匹配错误率.使用国际通用数据库对算法进行了验证,实验结果表明：提出的场景匹配算法其平均匹配准确率比BRIEF算法高44.59%,具有较高的鲁棒性.     

结合CNN与分割约束的立体匹配算法

为了解决弱纹理与遮挡区域中难以准确匹配对应点的问题,在马尔可夫随机场(Markov random field,MRF)框架下,提出一种结合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与分割线索的立体匹配算法.首先,采用特征表达能力强的CNN提取立体图像特征并匹配区域块.同时,对图像进行区域分割.然后,基于CNN匹配结果构造MRF能量函数数据项.基于分割结果定义能量函数项,通过其他区域约束弱纹理和遮挡区域的匹配过程.最后,最优化求解能量函数计算视差.在Middlebury与KITTI数据集上验证该算法和能量函数各项的作用,并与近2年提出方法进行性能比较.结果表明,该算法准确度更高,应对弱纹理与遮挡区域效果更好.     

双目移动机器人立体匹配算法

提出一种基于图像分割和可信点的双目移动机器人立体匹配算法,首先采用纹理检验分割算法对双目移动机器人获得的左右图像进行分割,确定低纹理和纹理相似区域;然后通过SIFT特征匹配点得到可信点视差;其次采用SAD区域匹配加速算法得到初始视差;最后依据SIFT特征匹配点的分布、初始视差和最小距离分类器对图像分割块进行视差处理,同时对于较小的图像分割块进行BLOB滤波处理来获取较高精度的视差图.实验结果表明,本算法能有效解决双目移动机器人周边环境中的低纹理和纹理相似视差精度差的问题,可快速准确识别障碍.     

基于两阶段自适应优化的双目立体匹配算法

针对局部立体匹配算法在弱纹理区域匹配准确度低的问题,提出一种在代价初始化和代价聚合两阶段自适应优化的立体匹配算法。首先,在代价初始化阶段,通过双阈值线性约束条件构造像素点的十字支撑窗口,并依据十字支撑最短臂长构造自适应函数融合AD及Census特征测度;其次,在代价聚合阶段,利用十字支撑水平扩展及形态学处理的方法构造自适应滤波窗口,并通过区域滤波实现代价聚合;最后,通过视差选择及视差优化得到最终的视差图像。Middlebury平台测试结果表明:该算法与传统的AD-Census融合立体匹配算法相比,图像集的整体匹配误差减小了3.95%,在非遮挡区域的匹配误差减小2.17%;与传统区域滤波立体匹配算法相比,该算法在弱纹理区域可以取得更好的立体匹配效果。     

立体匹配中边界信息的强化算法

为解决立体匹配中边界模糊、无纹理区域的边界误匹配、初始匹配代价过于粗糙等问题,设计了一种基于改进数据项的图像边界信息强化算法。通过归一化匹配代价削弱匹配不利的像素点;通过设置权值强化边界信息,对边界进行匹配约束。实验证明,新的能量函数能在边界区域得到正确视差;消除了大量无纹理区域的不连续线段;以较少的迭代次数提高了优化效果。在图片无纹理区域可降低14％的错误率。     

一种基于区域搜索的快速图像修复算法

基于纹理合成的图像修复技术在修复大面积破损区域时,普遍存在时间复杂度高的问题.针对Criminisi等提出的基于样本图像修复算法中的匹配技术存在的问题.该文提出了一种根据图像破损区域尺寸进行快速匹配的算法.同时,为了强调前次修复对以后修复产生误差累积的影响,提出了新的置信度更新方法.实验结果表明,改进算法对图像结构边缘...     

基于凸集论的稠密视差图优化算法

针对计算机视觉领域中立体匹配算法在图像无纹理区产生的误匹配问题,提出以全变差函数为凸约束集,使用次梯度投影法,对通过初始视差变换后的立体图像对之间的像素误差函数和视差二次平滑因子形成的严格凸函数进行求解,寻求立体图像对之间的最优视差图。实验结果表明,该方法不仅能保留初始视差图的边缘,而且减少了由先前立体匹配算法求得的视差图在无纹理区产生的误匹配点,取得了良好的视差图优化效果。     

基于限制搜索空间的快速立体匹配方法

为快速而准确地得到稠密视差图,提出了一种基于限制搜索空间的动态规划立体匹配算法。该算法以动态规划立体匹配方法为基础,通过初始匹配序列限制搜索空间以减少搜索变量个数。同时,提出一种基于自适应权重的多窗口累积策略来提高匹配精度,并在平滑性限制中引入亮度梯度以避免在物体边界的视差不连续处产生过度惩罚。实验结果表明,该匹配算法在匹配速度和匹配精度上都有很大的提高,是一种简单有效的立体匹配算法。     

区域的实时立体匹配的改进算法

针对在立体匹配研究领域中弱纹理区域的匹配问题,文中提出了一种基于区域的实时立体匹配改进算法.采用匹配测度函数像素灰度差的绝对值和（Sum of Absolute Differ-ence,SAD）,通过平均误差阈值算法检测出高误差能量;针对遮挡区域造成的不可信视差预测点,进行误差能量计算;利用滤波加速算法减少计算匹配窗口相似性复杂度,既降低了误匹配率,又提高了算法的运行速度.实验结果表明,改进算法的误匹配像素百分比明显减小,且能满足系统对实时性的要求.     

融合自适应权重和置信传播的立体匹配算法

为了提高传统置信传播立体匹配算法在深度不连续区域的准确率问题,该文提出一种融合局部自适应权重和置信传播的立体匹配算法。该方法采用改进的局部自适应权重算法,获得初始视差估计,通过左右一致性检测出不可信象素点;对分割后的图像,采用新的消息传播策略,进行消息的不对称传递。实验结果表明,该算法对深度不连续和弱纹理区域均有较好的匹配结果,能获得比较理想的视差图。     

一种基于深度信息的人头检测方法

针对目前人头检测方法对光线变化敏感和易受阴影干扰的问题,提出了一种基于深度图像的人头检测方法.首先通过运动目标检测,得到运动人员所在区域;然后对该区域使用改进的立体匹配算法,该匹配算法对传统的WTA匹配算法进行改进,只对强纹理点进行匹配,对弱纹理点只进行视差验证,并根据三角投影原理计算出深度图.由于深度图中人员与周围场景的深度分布不同,根据深度分布将人头区域提取出来,得到候选区域,最后将候选区域经过形态学运算并根据区域轮廓的特征来判断是否为人头.实验结果表明:该方法在不同光线环境条件下的检测正确率为94%以上,误检测率仅为5.77%,检测精度高,对光线和阴影的抗干扰性良好,能够很好地适应复杂环境.     

基于RGB三分量亮度法线相似度的立体匹配算法

为了解决立体匹配算法中匹配精度不高的问题,在分析RGB彩色空间图像的光学特性的基础上,提出了RGB彩色空间R、G、B三彩色分量亮度法线的概念,并得出亮度法线反映了RGB图像像素三分量的高频信息的结论。为了获得双目立体图像间的精确稠密视差图,提出了采用RGB三分量亮度法线相似度来计算自适应权值的局部立体匹配算法,通过Middlebury测试平台与其他当前流行的立体匹配算法进行结果比较,实验结果显示,提出的算法得到了更加精确的匹配结果。