双目立体视觉区域局部匹配算法的改进及其实现

何人杰

摘 要:匹配算法是双目立体视觉中关键技术之一。这里讨论双目立体视觉区域局部匹配的相似性测度函数、局部相关匹配算法,并分析其复杂度,进而提出模板滑动的匹配算法。在VC++平台上,通过双相机实验系统的标准测试图及实际场景图对所提方法进行验证。分析和实验结果都表明了该改进算法的有效性和快速性。

关键词:双目立体视觉;区域相关;立体匹配;标准测试图

中图分类号:TP391文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)12-068-03

Improvement of Regional Related Match Algorithm for

Binocular Stereo Vision and Its Implementation

HE Renjie

(Electronics and Information School,Northwestern Polytechnical University,Xi′an,710129,China)

Abstract:Match algorithm is one of key techniques in the binocular stereo vision system.The similarity functions,the regional related match algorithms for Binocular stereo vision are discussed and the algorithmic complexity is analyzed.Moreover,a new improved regional related match algorithm by sliding pattern plate is proposed to decrease the matching time and a test software is designed by using VC++ and OPEN-CV.A number of experiments are carried out through the two-camera system and the standard test images as well as practical sense images.The analytical and experimental results show that the improved method is effective and its matching time is decreased greatly.

Keywords:binocular stereo vision;regional related;stereo match;standard test image

0 引 言

立体视觉是计算机视觉的一个重要分支,主要研究如何借助成像技术从图像中获取场景中物体的三维信息[1-3] 。立体视觉的基本方法是从两个或者多个视点去观察同一场景,获得在不同视角下的一组图像;然后通过三角测量原理获得不同图像中对应像素间的视差,并从中获得深度信息,进而与平面信息整合形成立体图像。立体匹配是立体视觉算法中最重要也是最困难的部分。

根据匹配基元的不同,现有的立体匹配方法可大致分为三类:基于特征的匹配[4,5],基于区域的匹配[6]和基于相位的匹配[7]。

本文重点研究双目视觉立体匹配中基于区域的局部匹配算法,对基于SAD(Sum of Absolute Difference)的区域匹配算法通过模板滑动进行了改进。经分析和多次实验结果表明,该改进算法具有有效性和快速性。

1 双目立体视觉区域局部匹配的理论基础

1.1 相似性测度函数

匹配算法的实质就是估计待匹配点和候选匹配点之间的相似性程度,评价这种相似性程度度量方法有多种。……