基于小基高比的立體匹配技術(shù)研究.pdf

1、立體匹配是計算機視覺領(lǐng)域中的一個關(guān)鍵問題,它通過一臺或多臺相機對同一景物成像獲取一系列不同視角下的圖像,然后在這些圖像中查找對應(yīng)點,獲得它們之間的幾何位移,并根據(jù)幾何投影原理計算出物體的三維坐標(biāo)信息。它廣泛應(yīng)用于機器人視覺、三維重建、立體測繪及工業(yè)自動化等領(lǐng)域,對它的研究具有重要的理論價值和實踐意義。
　　雖然人們對立體匹配技術(shù)已經(jīng)進行廣泛的深入的研究,提出各式各樣的立體匹配算法解決立體匹配當(dāng)中的對應(yīng)問題,但是立體匹配問題的研究仍

2、然面臨著諸多挑戰(zhàn)例如遮擋、輻射差異、低紋理區(qū)域以及幾何畸變等因素,這些因素會對匹配準(zhǔn)確率產(chǎn)生較大的影響,導(dǎo)致難以獲得精確可靠的視差圖。為解決這些問題對匹配的影響,學(xué)者們提出一種基于小基高比的立體匹配方法。在基于小基高比的立體匹配當(dāng)中,小基高比可以有效減少立體像對中的遮擋、輻射差異、幾何畸變及陰影對匹配的影響,提高匹配準(zhǔn)確率。
　　本文以小基高比立體匹配為研究對象,以獲得高精度的高程信息且同時有效降低算法的時間復(fù)雜度為研究目標(biāo),從實

3、用角度出發(fā),深入研究小基高比立體匹配中的匹配效率、視差準(zhǔn)確率及高程精度等問題。本文的主要創(chuàng)新工作歸納如下:
　　首先,針對小基高比立體匹配的匹配效率及匹配準(zhǔn)確率問題,提出一種基于積分圖像的快速小基高比立體匹配方法。結(jié)合自適應(yīng)窗口公式特點,對其進行簡化,提出一種快速自適應(yīng)窗口方法;同時為提高視差匹配準(zhǔn)確率,提出將自適應(yīng)窗口與多窗口相結(jié)合累積匹配代價,并在視差計算過程中引入可靠性約束拒絕錯誤匹配;在此基礎(chǔ)上為獲得稠密視差圖,提出一種基

4、于圖分割的迭代傳播方法。
　　其次,針對小基高比立體匹配當(dāng)中存在的相關(guān)基本等式,提出一種基于相關(guān)基本等式的視差校正方法以減少立體匹配當(dāng)中的“粘合”現(xiàn)象。為使等式求解問題變得適定可解,分別提出四種正則項以規(guī)范其求解過程;同時為平衡解的近似程度及其平滑性,推廣了基于雙參數(shù)法的正則參數(shù)選擇方法;最后提出一種自適應(yīng)步長選擇方法,利用梯度下降法優(yōu)化目標(biāo)泛函獲得等式的近似解。
　　再次,針對快速向前看算法導(dǎo)致解路徑損失最優(yōu)性問題,提出一

5、種基于動態(tài)規(guī)劃的快速立體匹配方法。為提高匹配成本的魯棒性,增強匹配的可靠性,提出一種基于自適應(yīng)權(quán)重的累積策略并用積分圖像對其進行加速;結(jié)合基于動態(tài)規(guī)劃能量函數(shù)的特點,利用遮擋懲罰是一個恒定不變量,提出一種基于快速向后看的動態(tài)規(guī)劃方法;在此基礎(chǔ)上為去除視差圖中的“條紋”現(xiàn)象,提出一種基于方向濾波的視差后處理方法。
　　最后,針對小基高比立體匹配當(dāng)中的深度精度問題,提出一種基于迭代二倍重采樣的亞像素級匹配方法。為獲取高精度的亞像素級視