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。     

基于多目立体匹配的深度获取方法

提出一种深度获取方法,利用基于颜色分割的多目立体匹配算法,从多个视点图像中提取深度信息。利用mean-shift算法,根据颜色信息分割参考图像,提取图像中的颜色一致性区域,通过局部窗口匹配算法进行多目立体匹配得到多幅初始视差图,根据融合准则将多幅视差图合成为一幅视差图以提高视差图的精度并对视差图进行优化后处理,按照视差与深度的关系,将视差图转化为深度图。该算法能有效处理匹配过程中的遮挡区域,提高匹配精度和视差图的准确度。     

基于图像分割的立体匹配算法

基于马尔可夫随机场（MRF）的立体匹配算法利用MRF模型来对匹配取值进行连续性约束。然而,MRF模型是产生式模型,图像自身特征难以得到准确描述。提出了一种基于图像分割的立体匹配算法SGC。SGC算法预先对图像进行分割,基于图像分割信息建立立体匹配的MRF模型,从而连续性（平滑）约束可以保留视差图中分割的边缘信息;并针对图像的深度连续性约束,定义了一个反映图像自身特征的新能量函数,应用于图割算法,提高了视差计算精度。实验结果表明,与以往算法相比,SGC算法更准确地反映了图像中深度信息,避免了平滑约束所引入的误差,有效提高了视差计算精度。     

基于图像分割的立体匹配算法

针对在立体匹配中弱纹理及纯色区域匹配不准确和图像分割算法耗时较多的问题,提出一种融合图像分割的立体匹配算法。首先,将初始图像进行高斯滤波和Sobel平滑的处理,获取图像的边缘特征图;然后,将原图的红、绿、蓝三个通道值采用最大类间方差法进行二分类,再融合得到分割模板图;最后,将所得到的灰度图、边缘特征图和分割模板图用于视差计算和视差优化的过程,计算得到视差图。相比绝对差值和(SAD)算法,所提算法在精度上平均提升了14.23个百分点,时间开销上平均每万个像素点只多消耗了7.16 ms。实验结果表明,该算法在纯色及弱纹理区域和视差不连续区域取得了更加平滑的匹配结果,在图像分割上能够自动计算阈值且能够较快地对图像进行分割。     

基于相位与区域分割的视差估计算法

提出一种结合小波变换与图像分割的立体匹配算法。该算法利用双树复小波多通道提取立体像对带通相位信息作为匹配基元,求取初始视差场。针对单独通道提出一个相位匹配程度方程式,将视差计算归结为求解该方程的极大值。结合图像分割与视差平面拟合的方法对初始视差场进行修正,从而得到精度较高的密集视差图。实验结果表明,该算法结构简单,能快速有效地产生密集视差场。     

采用高斯混合模型及树结构的立体匹配算法

针对传统立体匹配算法无法同时为图像边缘和低纹理区域提供一个合适大小的聚合窗口而导致匹配精度较低的难题,提出一种结合高斯混合模型及最小生成树结构的立体匹配算法。通过图像初始视差、像素颜色及距离信息将图像分为初始若干区域及待分割候选像素;基于高斯混合模型并行迭代更新各区域参数,得到最终的分割;在各分割上建立最小生成树计算聚合值求取视差;通过邻域内的有效视差修正误匹配点,获取精度较高的稠密视差图。与其他算法相比,该算法能有效降低误匹配率,尤其在深度不连续区域的匹配效果显著改善。     

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.     

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。     

一种基于双向互匹配的视差图算法

提出一种视差图生成算法,利用左图像和右图像双向互匹配的的方法,从图像中获取左-右和右-左的视差图和梯度场,接着采用Winner-Take-All策略,对两幅视差图像进行匹配,得到初始视差图。最后,对视差图上存在的误匹配点进行优化。通过实验验证,该算法能够有效地提高匹配视差图的准确度。     

基于双目视觉的立体匹配算法研究

根据立体匹配原理,采用双目摄像头对图像进行采集,通过对摄像机的标定和图像立体校正、图像分割与立体匹配得到最后的视差图;根据最后的视差图以及算法的速度来评价算法的性能。实验结果表明,图像的视差图十分接近真实视差图,效果明显。     

基于频率敏感三维自组织映射的视差估计算法

提出基于频率敏感三维自组织映射的立体视频视差估计算法,视差预测采用基于亮度分类频率敏感三维自组织映射(Classified Frequency Sensitive Three-Dimensional Self-Organizing Map,CFS-3DSOM)的视差模式识别(Disparity pattern recognition,DPR)算法。其基本思想是对视差图像的低亮度区域和高亮度区域分别进行预测,在训练模式库时引入频率敏感方法。实验表明,与传统基于块的视差估计算法相比,CFS-3DSOM-DPR算法的视差预测图像的平均峰值信噪比提高了0.78~1.78dB,时间减少了70%。     

视差图提取技术与OpenGL三维重建

在研究区域匹配算法和特征匹配算法的基础上,提出了改进的基于视差梯度的区域匹配算法和基于尺度不变性的Harris角点特征匹配算法,并进一步利用互补策略将两种算法结合起来,提出了一种区域和特征匹配相结合的立体匹配算法,该算法具有速度快、精度高和鲁棒性强等优点。利用该算法提取视差图,进而提取深度图,最后利用OpenGL进行三维重建,获得了良好的重建效果。     

基于区域间协同优化的立体匹配算法

提出了一种基于分割区域间协同优化的立体匹配算法. 该算法以图像区域为匹配基元, 利用区域的彩色特征以及相邻区域间应满足的平滑和遮挡关系定义了区域的匹配能量函数, 并引入区域之间的合作竞争机制, 通过协同优化使所定义的匹配能量极小化, 从而得到比较理想的视差结果. 算法首先对参考图像进行分割, 利用相关法得到各分割区域的初始匹配; 然后用平面模型对各区域的视差进行拟合, 得到各区域的视差平面参数; 最后, 基于协同优化的思想, 采用局部优化的方法对各区域的视差平面参数进行迭代优化, 直至得到比较合理的视差图为止. 采用Middlebury test set进行的实验结果表明, 该方法在性能上可以和目前最好的立体匹配算法相媲美, 得到的视差结果接近于真实视差.     

基于多摄像位的空间定位系统的研究与设计

基于多摄像位的空间定位即从来自多个摄像位的视频截图中获取物体的空间三维几何信息。本系统主要由三个部分构成,分别是:摄像机标定部分、立体匹配部分、基于点的三维重建部分。本文主要围绕这几个部分展开研究:首先,在摄像机参数标定中,采用正友的基于平面标定模板的摄像机标定方法,通过实验和计算获取摄像机的参数;其次,立体匹配部分采用了Burchfield算法,试验结果得到了视差图;最后,最后根据立体视觉基本原理,完成了三维坐标计算,得到了一个特定区域的点集信息(如球类)。本文最终设计并实现了一个应用于体育节目包装的基于多摄像位的空间定位系统。     

结合超像素和直方图阈值的显著区域检测算法

由于现有显著性检测算法得到的显著图内容差异较大,因此设计一种具有普遍适用性的显著区域检测算法以依据不同稀疏度的显著图进行高效率的检测仍是一个具有挑战性的问题。提出结合超像素分割方法和直方图阈值化分割方法以在不同的显著图上进行显著区域检测并提高检测效率。利用超像素分割方法对原图像进行分割计算,计算每个超像素的平均显著度值,并用该平均值取代超像素内每个像素的原像素值更新显著图,利用新显著图的直方图将显著图二值化以确定显著目标,利用一覆盖显著目标的最小矩形区域表示检测得到的显著区域。实验结果表明,在不同的显著图上,所提算法能有效检测显著区域,在检测效果的客观度量指标和时间性能指标上均优于现有算法。     

Stereo correspondence using efficient hierarchical belief propagation

In this paper, a new algorithm is presented to compute the disparity map from a stereo pair of images by using Belief Propagation (BP). While many algorithms have been proposed in recent years, the real-time computation of an accurate disparity map is still a challenging task. The computation time and run-time memory requirements are two very important factors for all real-time applications. The proposed algorithm divides the matching process into two steps; they are initial matching and disparity map refinement. Initial matching is performed by memory efficient hierarchical belief propagation algorithm that uses less than half memory at run-time and minimizes the energy function at much faster rate as compare to other hierarchical BP algorithms that makes it more suitable for real-time applications. Disparity map refinement uses a simple but very effective single-pass approach that improves the accuracy without affecting the computation cost. Experiments by using Middlebury dataset demonstrate that the performance of our algorithm is the best among other real-time stereo matching algorithms.     

基于模糊判别的立体匹配算法

立体视觉一直是计算机视觉领域所研究的一个中心问题,而立体匹配则是立体视觉技术中最关键也是最困难的部分,就得到适用于基于图象绘制技术中视图合成的准确、高密度视差图（Disparity Map）而言,现有的一些方法存在一定的局限性。考虑到立体匹配过程中存在的不确定性和模糊性,本文将已获得广泛应用的模糊理论引入立体匹配领域,提出了基于模糊判别的立体匹配算法,并用实际图象与合成图象进行了实验验证,结果表明该算法效果良好,具有实用价值。     

基于自适应聚合的立体视觉合作算法

提出了一种恢复高质量稠密视差图的立体视觉合作算法.该算法采用基于形态学相似性的自适应加权方法,迭代地进行局部邻域的自适应聚合和抑制放大,实现高效率和高质量稠密视差图计算.将该算法推广到三目摄像机立体匹配系统中,通过重建摄像机坐标系实现图像校正,并根据连续性假设和唯一性假设,建立视差空间中的支持关系和三目摄像机之间的抑制关系.实验结果表明,三目立体合作算法能够得到精确的场景视差映射,并可以实现多基线方向的遮挡检测.该算法特别适用于由多个廉价摄像机组成的立体视觉系统,在几乎不增加软件和硬件资源的情况下,就可以得到高质量的稠密视差图.     

基于三角形网格的浓密视差图提取

提出一种基于三角形网格的浓密视差图提取算法。用SUSAN算法从立体图像对中提取某一幅图像的特征点,用Delaunay的方法将特征点三角化,然后再进行视差的计算,最终得到浓密的视差图。该算法将SUSAN算法和DT(Dalau-nay triangulation)网格结合起来,使算法更加简单化,实现了浓密视差图的快速提取。