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。     

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。     

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。     

一种沿区域边界的动态规划立体匹配算法

提出一种基于图像区域分割的立体匹配算法.与通常的沿扫描行进行动态规划的立体匹配算法不同,该算法以图像"区域"为基元计算视差.首先使用相关法得到初始视差,然后利用一种区域边界上的多种子动态规划算法对视差进行精细计算,最终通过插值得到整个图像的稠密视差.实验结果表明,此算法速度较快、可靠性较高.     

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．     

基于深度金字塔网络的Pan-Sharpening算法

为了利用高空间分辨率单波段的全色(PAN)图像和低空间分辨率的多光谱图像(MS)生成高分辨率的多光谱图像,提出一种基于深度金字塔网络的遥感图像融合(即pan-sharpening)算法,通过图像金字塔的方式逐层上采样来重构高分辨率的多光谱图像.在细节保持方面,针对全色图像和多光谱图像在尺度上跨度过大的问题,采用深度金字塔网络多尺度地融合全色图像的细节信息;在光谱保持方面,使用反卷积层代替传统的超分辨算法来上采样低分率的多光谱图像;最后将这2部分相加,得到最终的融合图像. GeoEye-1数据集上的实验结果表明,文中算法综合性能优于BDSD, PRACS, PNN and PanNet算法.     

基于双密度双树复小波的立体匹配

立体匹配成为近年计算机视觉研究的重点,文中旨在通过研究和实验探索出一种比较理想的立体匹配算法从而提高图像立体匹配的鲁棒性.双密度双树复小波具有多分辨率、数据冗余的有限性以及平移不变性的优点,文章利用双密度双树复小波的这些优点提出一种相位匹配算法,其原理是提取多尺度的相位信息作为立体像对的匹配基元,再利用金字塔模式实现匹配.进行匹配时首先由最低分辨率的层级开始,再逐层推进,直至图层的最高级,并利用上层匹配所获得的视差结果来引导本层通道的相位匹配,形成一种多分辨率的层次匹配框架,即图像金字塔结构框架.作者利用这种方法最终达到了预期的实验效果.实验结果表明,采用此方法能够得到稠密的视差图,匹配结果精确度很高,是目前比较理想的立体匹配算法.     

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。     

基于模糊判别的快速图切割立体匹配

针对图切割算法存在匹配时间过长的不足,提出了一种快速的图切割立体匹配方法.选用模糊逻辑提取少量的候选匹配点,然后用这些候选匹配点构造缩减的图,再进行图切割立体匹配.采用标准图像对文中方法进行测试,并与图切割立体算法和动态规划算法进行比较的结果表明,该方法较好地保留了图切割算法匹配的准确性,而运行时间仅为图切割算法的1/35.     

多尺度融合的立体匹配算法

针对局部立体匹配方法存在的匹配窗口大小选择困难、弱纹理或高光区域立体匹配精度较低等问题,文中结合卷积神经网络(CNN)与图像金字塔方法,提出多尺度融合的立体匹配算法.训练CNN,用于自动学习待匹配图像对的图像特征,完成匹配代价计算.构建图像金字塔,对待匹配图像对进行多尺度表达.构建弱纹理区域模板,将各层待匹配图像划分为弱纹理区域和丰富纹理区域,将弱纹理区域图像变换成小尺度图像进行匹配度计算,降低弱纹理图像的误匹配率.在变换回大尺度图像时与丰富纹理区域匹配结果融合,保持匹配精度.在KITTI 数据集上的实验表明,文中算法具有较好的图像匹配效果.     

Hierarchical adaptive stereo matching algorithm for obstacle detection with dynamic programming

An adaptive weighted stereo matching algorithm with multilevel and bidirectional dynamic programming based on ground control points （GCPs） is presented. To decrease time complexity without losing matching precision, using a multilevel search scheme, the coarse matching is processed in typical disparity space image, while the fine matching is processed in disparity-offset space image. In the upper level, GCPs are obtained by enhanced volumetric iterative algorithm enforcing the mutual constraint and the threshold constraint. Under the supervision of the highly reliable GCPs, bidirectional dynamic programming framework is employed to solve the inconsistency in the optimization path. In the lower level, to reduce running time, disparity-offset space is proposed to efficiently achieve the dense disparity image. In addition, an adaptive dual support-weight strategy is presented to aggregate matching cost, which considers photometric and geometric information. Further, post-processing algorithm can ameliorate disparity results in areas with depth discontinuities and related by occlusions using dual threshold algorithm, where missing stereo information is substituted from surrounding regions. To demonstrate the effectiveness of the algorithm, we present the two groups of experimental results for four widely used standard stereo data sets, including discussion on performance and comparison with other methods, which show that the algorithm has not only a fast speed, but also significantly improves the efficiency of holistic optimization.     

Photogrammetric processing of high-resolution airborne and satellite linear array stereo images for mapping applications

This article introduces a mathematical model for photogrammetric processing of linear array stereo images acquired by high-resolution satellite imaging systems such as IKONOS. The experimental result of the generation of simulated IKONOS stereo images based on photogrammetric principles, IKONOS imaging geometry and a set of georeferenced aerial images is presented. An accuracy analysis of ground points derived from the simulated IKONOS stereo images is performed. The impact of the number of GCPs (ground control points), distribution of GCPs, and image measurement errors on the ground point accuracy is investigated. It is concluded that an accuracy of ground coordinates from 2 m to 3 m is attainable with GCPs, and 5 m to 12 m without GCPs. Two data sets of HRSC (high resolution stereo camera) and MOMS (modular opto-electronic multispectral stereo-scanner)-2P are also utilized to test the model and system. The presented data processing method is a key to the generation of mapping products such as digital terrain models (DEM) and digitial shorelines from high-resolution satellite images.     

Stereo matching algorithm with guided filter and modified dynamic programming

Dense stereo correspondence is a challenging research problem in computer vision field. To address the poor accuracy behavior of stereo matching, we propose a novel stereo matching algorithm based on guided image filter and modified dynamic programming. Firstly, we suggest a combined matching cost by incorporating the absolute difference and improved color census transform (ICCT). Secondly, we use the guided image filter to filter the cost volume, which can aggregate the costs fast and efficiently. Then, in the disparity computing step, we design a modified dynamic programming algorithm, which can weaken the scanning line effect. At last, final disparity maps are gained after post-processing. The experimental results are evaluated on Middlebury Stereo Datasets, showing that our approach can achieve good results both in low texture and depth discontinuity areas with an average error rate of 5.14 % and strong robustness.     

自适应窗口的时间规整立体匹配算法

针对立体视觉中图像对应点的误匹配问题,以时间规整算法(DTW)为基础,提出了自适应窗口的立体匹配算法．根据外极线的约束,在自适应窗口内采用灰度相关技术得到长度不相等的两个灰度段作为相容的匹配序列;利用动态规划法及连续性约束寻找一条最佳的匹配路径．根据回溯得到的匹配路径及其坐标值得到高密度视差图．实验结果表明,该算法具有较高的运行效率和良好的匹配效果．     

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.     

结合同场景立体图对的高质量深度图像重建

目的 越来越多的应用依赖于对场景深度图像准确且快速的观测和分析,如机器人导航以及在电影和游戏中对虚拟场景的设计建模等.飞行时间深度相机等直接的深度测量设备可以实时的获取场景的深度图像,但是由于硬件条件的限制,采集的深度图像分辨率比较低,无法满足实际应用的需要.通过立体匹配算法对左右立体图对之间进行匹配获得视差从而得到深度图像是计算机视觉的一种经典方法,但是由于左右图像之间遮挡以及无纹理区域的影响,立体匹配算法在这些区域无法匹配得到正确的视差,导致立体匹配算法在实际应用中存在一定的局限性.方法 结合飞行时间深度相机等直接的深度测量设备和立体匹配算法的优势,提出一种新的深度图像重建方法.首先结合直接的深度测量设备采集的深度图像来构造自适应局部匹配权值,对左右图像之间的局部窗立体匹配过程进行约束,得到基于立体匹配算法的深度图像;然后基于左右检测原理将采集到的深度图像和匹配得到的深度图像进行有效融合;接着提出一种局部权值滤波算法,来进一步提高深度图像的重建质量.结果 实验结果表明,无论在客观指标还是视觉效果上,本文提出的深度图像重建算法较其他立体匹配算法可以得到更好的结果.其中错误率比较实验表明,本文算法较传统的立体匹配算法在深度重建错误率上可以提升10％左右.峰值信噪比实验结果表明,本文算法在峰值信噪比上可以得到10 dB左右的提升.结论 提出的深度图像重建方法通过结合高分辨率左右立体图对和初始的低分辨率深度图像,可以有效地重建高质量高分辨率的深度图像.