基于双目视觉的立体匹配算法的研究

【摘要】：随着计算机技术的不断进步，推动着移动机器人、空间探测、虚拟现实等领域的不断发展，计算机视觉(computervision)所发挥的作用也越来越重要。立体匹配技术(stereomatching)既是计算机视觉的关键，又是实现过程中的难点，其目标就是找到场景中对应的点，但是由于遮挡、低纹理、噪声等因素，并不能完全达到像素点的一一对应。因此，立体匹配是一个比较热门的研究领域，其主要目的是达到精度上与速度上的平衡。 本论文在对现有的立体匹配算法进行了研究的基础上，针对算法的实时性和精确度提出了改进算法，主要做了以下研究工作: 1、论文从摄像机的成像模型出发，介绍了双目立体视觉的数学模型及立体匹配的基本原理和相关的理论知识。总结了立体匹配算法的基本步骤，局部算法与全局算法的区别与特点，并给出了立体匹配的评价标准。 2、针对传统的DP算法分析，由于在纹理信息较少的区域易产生横向“条纹”现象，提出了一种树形动态规划的立体匹配优化算法。该算法在构造能量函数的过程中，平滑项采用了既包含像素点之间的信息也含有图像的边缘信息的树形结构，通过动态规划计算能量函数的最优解，实验结果表明，该算法对于降低低纹理区域的误匹配率效果明显。 3、针对在一定的范围内，具有相近灰度值的像素点一般具有相同或相近视差的假设，提出了一种色彩分割的立体匹配算法，首先将图像划分为具有相近颜色的小块，以分割块作为匹配基元计算匹配代价，联合自适应权值算法的匹配代价作为初始代价，构造能量函数，通过严格的约束筛选控制点(GCP)，利用GCP指导动态规划寻找最优路径，实验表明算法在遮挡区域、视差不连续区域的视差计算准确，可获得比较准确的视差图。

【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP391.41