基于彩色图像分割的置信传播快速立体匹配算法

本文采用了一种基于彩色图像分割和置信传播相结合的快速立体匹配算法。对于已经校准好的两幅图像,首先采用均值漂移算法对彩色图像进行图像分割,然后采用区域匹配算法进行快速初始立体匹配,再采用左右一致性校验法滤除误匹配点,得到初始视差图以及各个区域的视差平面模板。最后采用置信传播算法对获得的视差平面模板进行全局优化,得到各个区域最优视差平面模板,从而得到最终视差图。实验结果表明,采用区域匹配与全局优化算法相结合,不仅提高了立体匹配速度,同时也保证了匹配质量。     

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。     

融合梯度特性与置信度的立体匹配算法

针对现有局部立体匹配算法在计算匹配代价时, 不能很好区分强弱纹理区域,及在视差计算过程 中,不能很好的解决视差歧义问题,提出一种融合梯度特性与置信度的立体匹配算法。首先 计算梯度特 征,并根据梯度特征信息选择匹配代价计算的匹配窗口,针对强弱不同纹理区域选择不同尺 寸的匹配窗 口,有效的提高了立体匹配精度,降低了误匹配率;然后在视差计算中引入置信度约束条件 ,解决了视差 计算中视差歧义的问题,提高了立体匹配算法的稳定性与精度;最后使用水平与垂直方向交 叉区域检测进 行奇异值的修正。实验结果表明,该算法在Middlebury数据集中31对 立体图像对的平均误匹配率为7.96%,有效的提高了立体匹配精度。     

一种基于彩色图像分割的立体匹配算法

提出了一种新的立体匹配算法.首先采用均值漂移算法将参考图像根据彩色信息快速聚类成不同区域;然后根据变窗口算法计算的匹配点,把分割区域分为可靠区域和不可靠区域,计算可靠区域的模板参数;最后在全局评价函数中加入遮挡约束,通过贪婪算法把可靠区域的模板分配给不可靠区域使得全局评价函数取到最小值.实验结果表明,该算法可较好地处理大的低纹理区域和遮挡像素,匹配精度高,克服了基于局部算法中存在的边界模糊.     

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。     

基于引导滤波及视差图融合的立体匹配

立体匹配是双目视觉领域的重要研究方向.为在保证图片纹理区域匹配精度的同时降低弱纹理区域的误匹配率,提出一种基于引导滤波及视差图融合的立体匹配方法.首先,根据图像颜色相似性将图片划分为纹理较丰富区域和弱纹理区域.接着,分别采用不同参数的引导滤波进行代价聚合及视差计算,得到两张视差图.然后依据纹理区域划分的结果对获得的两张视差图进行融合.最后,通过左右一致性检测、加权中值滤波等视差优化步骤得到最终视差图.对Middlebury测试平台上标准图像对的实验结果表明,该方法在6组弱纹理图像上的平均误匹配率为9.67％,较传统引导滤波立体匹配算法具有更高的匹配精度.     

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。     

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Tao 立体匹配框架的全局优化算法

传统的基于全局优化的立体匹配算法计算复杂度较高,在遮挡和视差不连续区域具有较差的匹配精度。提出了基于Tao 立体匹配框架的全局优化算法。首先采用高效的局部算法获取初始匹配视差;然后对得到的视差值进行可信度检测,利用可信像素点和视差平面假设使用具有鲁棒性的低复杂度算法修正不可信任像素视差值;最后改进置信度传播算法,使其能够自适应地停止收敛节点的消息传播,并对经修正的初始匹配进行优化,提高弱纹理区域匹配准确度。实验结果表明,文中算法有效地降低整体误匹配率,改善了视差不连续及遮挡区域的匹配精度;同时,降低了算法整体复杂度,兼顾了速度,具有一定的实用性。     

改进的SAD-Census立体匹配算法研究

在实际的三维工件测量环境中,外界光照、噪声均会对立体匹配结果产生巨大影响,从而影响最终三维重构的结果。本文提出了一种基于自适应权重的SAD-Census立体匹配算法,首先对Census立体匹配算法进行了改进,然后将代价聚合中构建的十字代价聚合区域最小臂长与空间阈值和颜色阈值的比值作为权重,融合SAD立体匹配算法和改进后的Census立体匹配算法计算视差图。最后通过对Middlebury立体匹配测试平台提供的标准图像对进行测试。测试结果表明,改进后的Census立体匹配算法具有更好的鲁棒性、在弱纹理区域匹配精度更高,基于自适应权重的SAD-Census可以得到准确的视差图。     

采用小波变换的立体匹配:一种基于相位的方法

本义提出了一种采用小波变换基于相位的立体匹配算法。该算法引入多分辨率分析思想,借助小波变换的Ｍａｌｌａｔ算法,采用金字塔式的多尺度匹配结构,从而显著地提高了匹配效率。同时,该算法利用平滑性约束条件实现了相位不稳定区域视差的自适应插值,保证了良好的匹配效果。立体象对的测试结果表明了该算法的有效性。     

Efficient local stereo matching algorithm based on fast gradient domain guided image filtering

Guided image filtering (GIF) based cost aggregation or disparity refinement stereo matching algorithms are studied extensively owing to the edge-aware preserved smoothing property. However, GIF suffers from halo artifacts in sharp edges and shows high computational costs on high-resolution images. The performance of GIF in stereo matching would be limited by the above two defects. To solve these problems, a novel fast gradient domain guided image filtering (F-GDGIF) is proposed. To be specific, halo artifacts are effectively alleviated by incorporating an efficient multi-scale edge-aware weighting into GIF. With this multi-scale weighting, edges can be preserved much better. In addition, high computational costs are cut down by sub-sampling strategy, which decreases the computational complexity from O(N) to O(N/s²) (s: sub-sampling ratio) To verify the effectiveness of the algorithm, F-GDGIF is applied to cost aggregation and disparity refinement in stereo matching algorithms respectively. Experiments on the Middlebury evaluation benchmark demonstrate that F-GDGIF based stereo matching method can generate more accuracy disparity maps with low computational cost compared to other GIF based methods.     

基于改进Census变换与梯度融合的立体匹配算法

双目立体匹配根据视差原理将平面视觉转化到三维立体视觉,是三维重建的核心步骤之一。针对局部立体匹配算法在深度不连续、弱纹理区域匹配精度低且易受光照、噪声等因素干扰的问题,提出了一种改进的立体匹配算法。首先,在代价计算阶段将改进的Census代价与梯度代价进行融合,并采用引导滤波算法对图像进行多尺度代价聚合;然后,采用赢家通吃算法计算初始视差;最后,采用左右一致性检测、中值滤波进行视差后处理,得到最终的视差图。实验结果表明,本算法在Middlebury2.0测试平台上的平均误匹配率为5.11%,且具有很好的稳健性和实用性。     

Edge-preserving guided filtering based cost aggregation for stereo matching

Stereo matching has been widely used in various computer applications and it is still a challenging problem. In stereo matching, the filter-based stereo matching methods have achieved outstanding performance. A local stereo matching method based on adaptive edge-preserving guided filter is presented in this paper, which can achieve proper cost-volume filtering and keep edges well. We introduce a gradient vector of the enhanced image generated by the proposed filter into the cost computation and the Census transform is adopted in the cost measurement. This cost computation method is robust against radiometric variations and textureless areas. The edge-preserving guided filter approach is proposed to aggregate the cost volume, which further proves the effectiveness of edge-preserving filter for stereo matching. The experiments conducted on Middlebury benchmark and KITTI benchmark demonstrate that the proposed algorithm produces better results compared with other edge-aware filter-based methods.     

An asymmetric post-processing for correspondence problem

This paper presents a novel approach that performs post-processing for stereo matching. We improve the performance of stereo matching by performing consistency check and adaptive filtering in an iterative filtering scheme. The consistency check is only done with asymmetric information so that very few additional computational loads are necessary. The information in the valid pixels is propagated into invalid pixels through the adaptive filtering. The proposed post-filtering method can be used in various methods for stereo matching. We demonstrate the validity of the proposed method by applying it to hierarchical belief propagation and semi-global matching. The performance of the post-processing method for hierarchical belief propagation is comparable to state-of-the-art methods in the Middlebury stereo datasets. In order to verify the performance of asymmetric consistency check, we compare it with other reliability estimation methods in the proposed post-processing scheme. Moreover, in order to verify the performance of post-filtering method in noisy environment, the proposed post-filtering method is applied to the stereo images denoised by NL-means algorithm. We find that the iterative filtering scheme reduce an error which may be caused in stereo matching for the denoised images and improve the performance of stereo matching.     

结合图像梯度和亮度的并行信任传播算法

对立体匹配问题建立马尔可夫随机场模型,使用并行的多尺度信任传播算法求解马尔可夫随机场的能量最小化问题.在传统串行算法基础上利用CUDA技术实现了并行计算,并结合图像的梯度和亮度信息计算能量函数的数据项,平滑项采用两个相邻像素视差的绝对差度量.以标准的Middlebury立体数据集做为输入,实验结果表明：算法具有很好的实时性能,运行时间远小于传统的串行算法,深度图结果较优.     

双目视觉中立体匹配算法的研究与比较

在基于双目立体视觉三维重建的研究中,立体匹配是其中最重要的部分,它的准确性影响着最后的重建结果.本文主要讲述了常用的立体匹配算法,并详细介绍了两种算法分类中的代表性算法的实现步骤,即局域算法中的基于特征点匹配的算法和全局算法中的基于图割法的匹配算法,并对算法从运算速度和误配率两方面进行了比较,总结了两种算法的优缺点,比...     

一种分层置信传播立体匹配并行算法

立体匹配是计算机视觉中一个重要的研究课题。目前主要的全局匹配方法虽然能得到比较准确的立体匹配结果,但是其计算速度较慢。通过对一种自适应分层置信传播算法的分析,对其进行了并行实现,加快算法的计算速度。该立体匹配方法在传统的HBP算法基础上对消息计算的收敛性进行判断,停止消息计算已收敛节点的迭代计算,从而减少算法整体迭代次数。通过利用该算法迭代过程中的并行性,对该算法进行并行实现。实验表明,这里并行实现方法在不损失计算效率的前提下,在双核处理器上平均加速比达到1.88。