基于改进Census变换和多尺度空间的立体匹配算法

为提高双目立体匹配算法在弱纹理区域的匹配精度和多尺度空间的匹配一致性,提出基于窗口内像素均值信息判断和自适应权重的改进Census变换算法进行代价计算,提高像素在视差不连续区域的匹配精度.代价聚合阶段引入高斯金字塔结构,将引导图滤波算法融合到多尺度模型中,并添加正则化约束来提高对弱纹理区域的匹配一致性;视差选择阶段中,采用一系列优化方法如误匹配点检测、区域投票策略和亚像素增强等来提高匹配的正确率.实验结果表明,该算法在Middlebury测试集上的平均误码率为5.91%,在弱纹理区域和视差不连续区域能得到较好的视差图,且具有较好的鲁棒性.     

一种改进的基于图像分割的立体匹配算法硏究

针对立体匹配中在低纹理及遮挡区域容易导致误匹配的问题,提出一种改进的基于图像分割的立体匹配算法.首先,采用自适应多边形窗口来对左右图像进行初始匹配,同时通过左右一致性检测得到可靠匹配点;然后根据颜色信息将图像分割为不同区域,运用得到的可靠点计算不同区域的视差模板;将得到的模板结果作为视差估计和能量函数的参考项构造能量函数,使用树形动态规划最小化能量函数计算最优视差.将该算法应用于标准库进行实验,结果表明该算法能够有效地匹配图像,具有较高的匹配精度.     

基于自适应权重极限距离变换的立体匹配

为解决传统极限距离立体匹配算法在深度不连续区域,以及光照差异增大时出现匹配误差大幅升高等问题,提出基于自适应权重极限距离变换的立体匹配算法。在Delta-Gama对数空间下,该算法首先根据初始匹配结果计算立体图像对Gama校正系数,基于光照差异修正极线距离变换相似度函数带宽,其次基于权重相似度自适应选取极线端点,确定分割系数;最后利用置信度传播算法计算视差图。实验结果表明,本文算法能够有效提高深度变换区域的匹配准确度,同时有效降低光照差异图像的误匹配效率。相对于当前先进算法,本文算法的匹配率比当前先进算法提高至少40%。     

基于区域增长的自适应窗口立体匹配算法

针对基于区域的立体匹配算法支持窗口难以选择的问题, 提出一种新的自适应窗口区域立体匹配算法. 该区域增长的方法可以动态地获得形状和大小均具有自适应特性的支持窗口, 并通过区域视差范围估计、核心窗口视差近似、动态搜索步距调整等方法使算法得到改进. 研究结果表明: 该算法对于视差不连续和遮挡区域都有着良好的适应性;采用该算法获得的视差图像的准确度高达95%, 且计算时间缩短到5 s以内.     

一种基于Census变换的可变权值立体匹配算法

针对传统基于Census变换立体匹配算法精度不高的问题,提出了一种基于改进Census变换的可变权值立体匹配算法. 在分析传统Census变换缺陷的基础上,提出利用最小均匀度子邻域均值代替中心像素灰度值进行Census变换,可有效增强算法的抗干扰能力. 通过加权区域海明距离均值和标准差作为相似性测度进行立体匹配,减少误匹配,提高匹配精度并通过左右一致性检测和遮挡填充,生成最终视差图. 实验结果表明,该算法鲁棒性得到增强,在深度不连续区域也可以得到准确的视差.      

基于自适应权重极线距离变换的立体匹配

为解决在深度不连续区域传统极线距离立体匹配算法,光照差异增大时出现匹配误差大幅升高等问题,提出基于自适应权重极线距离变换的立体匹配算法。在Delta-Gama对数空间下,该算法首先根据初始匹配结果计算立体图像对Gama校正系数,基于光照差异修正极线距离变换相似度函数带宽,其次基于权重相似度自适应选取极线端点,确定分割系数;最后利用置信度传播算法计算视差图。实验结果表明,所提算法能够有效提高深度变换区域的匹配准确度,同时有效降低光照差异图像的误匹配率。相对于当前先进算法,所提算法的匹配率比当前先进算法提高至少40%。     

基于多特征融合与树形结构代价聚合的立体匹配算法

针对立体匹配中弱纹理区域和深度不连续区域的匹配精度问题,提出了一种基于多特征融合的树形结构代价聚合立体匹配算法.首先,融合图像颜色、梯度和图像的Census变换进行匹配代价计算;然后,在由原始图像生成的最小生成树上进行匹配代价聚合,并使用多方向扫描线优化,进一步提升立体匹配的精确度;最后,使用左右一致性检测标记出误匹配点,并进行视差修正.为了验证该算法的有效性,使用Middlebury测试集提供的测试图像进行测试,平均误匹配率为6.38%;分别对2种场景实际拍摄图像进行深度信息提取误差率测试,测试得到2种场景的测距误差率分别为5.76%和5.55%,证明了该算法的实用性.     

一种基于倾斜聚集窗口的高效双目匹配算法研究

目前双目匹配算法多采用正面平行的聚集窗口假设(Frontal-Parallel Assumption),但是这种假设不符合实际场景中的倾斜平面.针对实际场景多为倾斜平面的问题,提出一种基于交叉倾斜聚集窗口的局部匹配算法,将实际场景中的斜面和视差空间中的视差平面建立一种数学模型,该算法能够快速找到视差空间中聚集窗口的视差平面信息,通过在KITTI公共评估网站上进行测试,实验结果表明提出的算法能够很好地提高对场景中倾斜平面的匹配精度且有较高的执行效率.     

基于边缘约束的自适应引导滤波立体匹配算法

为解决局部立体匹配算法存在深度图边界区域不连续问题,本文提出了一种基于边缘约束的自适应引导滤波立体匹配算法。将梯度值和颜色信息结合进行匹配代价计算;然后,基于图像边缘局部特征,对图像的像素点基于颜色阈值和边界条件构建自适应十字交叉区域,并对自适应窗口进行引导滤波代价聚合;最后,采用胜者为王策略(winner takes all,WTA)进行视差计算,对视差图进行视差精细化处理。实验结果表明:本文算法生成的深度图能够更好地保留细节特征,边界纹理区域的误匹配现象明显改善,可有效降低误匹配率,本文算法在Middlebury数据集误匹配率仅为5.22%。     

基于频域的视差估算

采用一种广义的小波变换——多尺度傅立叶变换（ＭＦＴ）求取视差,实现了对基于相位的匹配算法的改进,避免了带通滤波器中心频率和图像特征频率不一致的问题,并且能够直接计算二维视差,使像对中的图像无需经过相对和绝对定向就可进行匹配．在采用了ＦＦＴ算法之后,本算法可达到较高的效率．实验结果证明了本算法是切实可行的．     

基于改进的census变换彩色图像匹配研究

针对传统census变换在彩色图像匹配中精度不高,易受光照影响等缺陷,提出了一种彩色census变换匹配算法。首先,利用census变换窗口内的颜色距离标准偏差代替变换窗口中心像素的灰度值,再与邻域内颜色距离信息和邻域内颜色距离信息平均值之差进行census变换。然后,利用Hamming距离作为匹配代价函数,采用优胜全取策略(winner-take-all)和左右一致性校验得到视差数据,获得稠密视差图。实验表明,该算法可有效提高彩色图像匹配精度,实时性好,对非理想光照变化所引起的干扰具有较强鲁棒性。     

改进的非参数 Ce ns us 变换立体匹配算法

针对多数立体匹配算法的相似性测度都建立在像素灰度特性基础上, 无法彻底消除匹配差异性, 易出现歧异性的问题, 提出一种改进的非参数Census变换匹配算法. 该算法通过在传统非参数Census匹配过程中增加局部纹理反差值测度, 引入图像纹理度量的方向性, 使中心像素灰度值不再是唯一决定因素, 改进了匹配模版, 从而有效解决了传统匹配算法的歧异性问题. 实验结果表明, 改进算法是一种有效、 合理的立体匹配方法, 提高了稠密匹配精度.     

基于多尺度的小基高比立体匹配方法

针对小基高比立体匹配中的＂黏合＂现象和深度精度问题,提出一种小基高比立体匹配方法.该方法通过将自适应窗口技术和多窗口策略相结合为参考图像确定匹配窗口;然后根据规范化互相关函数和＂胜者全取＂策略计算整数级视差;再以整数级视差为基础利用基于二分法的亚像素匹配方法计算亚像级视差;最后采用基于图像分割的迭代传播方法以获得稠密视差图.实验结果表明：该立体匹配算法减少了小基高比匹配中的＂黏合＂现象,同时获得了稠密的高精度亚像素级视差,其亚像素精度可优于1/20个像元.     

基于贝尔模板的文本图像压缩及重构算法的研究

针对文本图像提出了直接对CFA原始数据进行压缩的算法,即首先把贝尔CFA图像从RGB色空间转换到YCrCb色空间,然后把不利于压缩的高频分量中比较多的亮度分量进行低通滤波,再用结构分离法把梅花形的亮度分量转化为矩形,最后分别采用JPEG2000压缩亮度和色度通道。为了估计解压恢复的CFA模板丢失的彩色分量,应用改进的自适应模糊匹配插值算法,对它周围四个相邻连接的像素分配一个模糊隶属度,从而利用相邻信息,且把这个隶属度作为加权平均工具来重构全彩图像。通过实验验证,这种贝尔数据直接压缩方法带来的失真很小,插值后恢复的全彩图像在主观视觉和客观质量评价中也能获得令人满意的效果。     

基于分割的立体匹配法提取光场视差图

为了解决从光场相机采集的图像中提取物体深度信息的问题,提出一种利用Lytro光场相机设备,基于图像分割的立体匹配方法估计光场图像深度。首先对Lytro相机采集的原始灰度图进行解码和颜色校正,提取相应的子光圈图像;在Matlab环境下,结合图像颜色分割、自适应立体匹配对子图像进行处理,通过平面拟合技术和BP优化得到相应的深度估计图。实验结果表明,该方法提取到深度图在视觉精度上有了明显的提高。     

改进的非参数Census变换立体匹配算法

针对多数立体匹配算法的相似性测度都建立在像素灰度特性基础上, 无法彻底消除匹配差异性, 易出现歧异性的问题, 提出一种改进的非参数Census变换匹配算法. 该算法通过在传统非参数Census匹配过程中增加局部纹理反差值测度, 引入图像纹理度量的方向性, 使中心像素灰度值不再是唯一决定因素, 改进了匹配模版, 从而有效解决了传统匹配算法的歧异性问题. 实验结果表明, 改进算法是一种有效、 合理的立体匹配方法, 提高了稠密匹配精度.     

基于RGB比例空间的立体匹配算法

实际场景中, 由于光照条件不同, 使从不同角度获得的、对应同一场景的图像像素对的RGB 值不同,从而导致匹配错误, 为了改善此问题, 根据RGB 色彩模型, 形成RGB 比例空间, 提出基于RGB 比例空间的自适应权值算法。实验结果表明, 在光照条件不同时, 与传统的基于RGB 空间的匹配算法进行比较, 该算法可以得到更准确的视差图。     

一种异形自适应窗口局部立体匹配算法

如何通过立体匹配提高图像景深精度一直是机器视觉研究领域的一个难点, 针对自适应窗口算法易受光照不均和窗口形状难以有效描述待匹配图像边界等问题, 提出一种异形自适应窗口局部立体匹配算法. 由于传统 Census 变换易受中心像素波动影响, 因此提出一种像素信息三维化处理技术, 并通过窗口内非中心像素间差异和窗口间中心像素的差异信息计算匹配代价; 为更好地贴合图像轮廓, 提出了由双螺旋路径法确定的异形窗口进行代价聚合, 对像素区域同时沿两条搜索路径自适应确定形状大小, 形成比传统技术更加高效多变的匹配窗口. 实验结果表明, 相比 Middlebury 平台上其他算法, 所提算法具有更为准确的图像边界描述能力, 可有效提高立体匹配精度, 同时对于光照不均的情况具有更强的鲁棒性.     

基于特征匹配算法的双目视觉测距

距离测量作为障碍物检测以及路径规划的前提和基础是机器人研究领域的一个重要分支。在众多测距方法中,由于双目立体视觉具有信息丰富、探测距离广等优点被广泛应用。本文将改进的SIFT特征匹配算法应用到双目视觉测距与标定系统中。首先建立双目视觉测距模型,测量值由空间物点在左右摄像机下的像素坐标值决定;其次根据该模型的特点提出了基于平行光轴的双目立体视觉标定方法;最后利用改进的SIFT特征匹配算法,提取匹配点的像素坐标完成视觉测距。实验结果表明,根据测量数据对障碍物进行三维重建,相对距离与真实场景基本吻合,能够有效地指导机器人进行避障。     

融合AD与Census变换的动态规划立体匹配与遮挡处理

针对传统动态规划立体匹配算法具有速度快的优点,但常伴随条纹现象的问题,设计了一种AD(absolute difference)与Census变换相融合的相似性测度算法,结合新的线性平滑项和动态变搜索半径的方法有效避免了上述问题,提高了匹配的速度和准确性.遮挡现象在双目视觉中难以避免,针对这一难题,采用左右一致性的遮挡检测算法对遮挡区域进行遮挡检测,设计了一种基于颜色和距离相似性的视差优化插值算法,改善了遮挡区域的视差估计.实验结果表明,该立体匹配算法能够快速、准确地估计出视差值,满足立体重构的需要.