基于区域生长的时间规整立体匹配算法
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２１ ０ ０年第 ３ 期
基 于区域 生长的时 间规整立体 匹配算法
傅青 山．雷仲魁
（南京 航 空航 天 大 学无 人机 学 院 江 苏 南 京 ２０ ０ １００１
【 摘
要 】 针 对 立体 匹配 过 程 中存 在 的不 确 定性 和模 糊性 ，本 文提 出先 利 用 匹配 的 边缘 特 征 点 对极 线进 行 初 分割 。 ： 然
糊 逻 辑 的方 法 先 是进 行 边 缘 点 的 检测 ．把 极 线 上边 缘 点 之 间 的 图像 信息 ， 缘 检 测 方法 可 分 为 两大 类 ： 于梯 度 信 息 的图 像 边 边 基 像 素 都 划分 为 一个 段 ． 然后 做 左 右 图 像 相容 段 上 像 素 的 匹配 ． 这 缘检 测和 基 于 相位 信 息 的 图像 边 缘 检 测 相 位 检 测 计 算 复 杂 度 样 特 征点 匹 配 的 准确 性 对 整 个视 差 图 的准 确 性 起着 至 关 重要 的 比较 高 ， 时性 不 好 ： 度梯 度 信 息 对 图 像 中 大量 的噪 声 非 常 敏 实 灰
维 坐标 ． 而 试 图重 建 物 体 的 三维 表 面 信 息 。 进 目前所 采 用 的立 体 特 征 点 的 视 差 图 对 整 个 视 差 图 的 准 确性 起 着 至 关 重 要 的作 用 。 匹 配方 法 大致 可 以分 为 两 类 ： １基 于 区域 灰 度 相关 性 的 方 法ｎ１ 且 在 噪 声 、 挡 及透 视 等 因 素影 响 比较 严重 的 情 况 下． 征点 的 （） 遮 特 『１该 方 法可 以得 到 稠密 的视 差 图 ， 是其 匹配 的精 确度 要 受 到 精 确 匹 配会 受 到 干 扰 。 献『１ 定 自适应 窗 口 ， 是 没 有 利 用颜 ２， 但 文 ７设 但
作用， 且在 噪 声 、遮 挡 及透 视 等 因素 影 响 比较 严 重 的情 况下 ， 特 感 ，且随 着 图 像 的对 比度 和 亮度 的改 变 而 发 生改 变 。我 们 采 用 征 点 的精 确 匹 配 会 受 到 干 扰 ； 献『１ 出一 种 基 于 自适 应 窗 口 Ｃ ｎ ｖ 子 ， 时加 入 色 彩 梯 度信 息 ， 测 的 准 确 率 得 到 很 大 提 文 ７提 ａｎ 算 同 检 的时 间规 整 算 法 ． 是 没有 利 用 像 素 的 彩 色信 息 和 梯 度信 息 ． 但 而 高 。 且 也 只 是 采 用 效 果 不 好 的 比较 灰 度 大 小 来 分 段 Ｋ ｓ ｈ ｎ和 ｏｃａ 我们 定 义 颜 色 梯度 如 下 ： Ｒ ｄｈｒ（９ ７认 为 用 彩 色信 息 代 替灰 度信 息 ． ｏｅｏ ｔ ９） ｓ１ 立体 匹 配 结果 的 准 备 率能 够 提 高 ２％一 ５ 。为 了 得 到精 确 度 更 高 的视 差 图 ． ０ ２％ 本
号 处 理 中 的 时 问规 整 算 法 （ ｙ ａ ｉ Ｔ ｍ ｒｉｇ Ｄ Ｗ ） 以 灰 外 极 线 的约 束 下 ． 另 一 幅 图像 中相 应 扫描 线 上 ． 然存 在 多 个 Ｄ ｎ ｍ ｃ ｉ ｅＷａ ｎ ， Ｔ ｐ ， 在 仍
度段 作 为 匹 配 的 基 元 ． 法 简 便 ． 于 匹 配 ． 其 灰 度 分 段 在 遮 可 能 匹 配 的边 缘 点 ． 而 匹配 过 程具 有 不 确定 性 和 模 糊 性 匹配 算 利 但 因 挡、 光照 不 均 和 畸变 的情 况下 会 产 生误 分段 ； 文献 ｆ 采 用 一 种 模 之前 先要 进 行 边 缘特 征 点 的 检测 ．按 照 图像 边 缘 检 测 所 利 用 的 ６ １
后 利 用 区域 生 长 算 法进 行 颜 色分段 ， 颜 色段 的 基 础 上进 行 时 间规 整 的 立体 匹配 算 法 。根 据 外板 线 约束 ， 视 差 范 围 窗 口 内 在 在 采 用 颜 色相 似 极 大得 到 长 度 不 相 等 的 两 个 像 素段 作 为相 容 的 匹 配序 列 ． 用动 态规 划 方 法 及 连 续 性 约 束 寻 找 一 条 最 佳 的 匹 利
角 特征 、 区域 特 征等 ． 方 法 只 能 得 到 稀疏 可 靠 的视 差 图 。动 态 该
边 缘 特 征 点 的 匹配 就是 要 找 到一 幅 图 像 中 某 一 扫 描线 上 的
规划法在立体匹配 中得到 了普遍 的应用 ， 文献『惨 考了语音信 某 个 边缘 特 征 点 在 另一 幅图 像 中 的对 应 边 缘 特 征 点 ．但 由于 在 ５
配 路 径 ， 据 回 溯得 到 匹 配路 径 及 其 坐 标值 得 到 高密度 视 差 图 。 实验 结 果 表 明 该 算 法具 有 良好 的 匹配效 果 。 根 【 关键词】 区域 生长； ： 立体 匹配； ＷＴ 动态规划 Ｄ ；
引 言
段 ； ） 过 基 于特 征 的边 界 检 测来 确定 匹 配 序 列 。 文献 『 首先 （通 ２ ６ １ 立体 匹 配 问题 是 计 算 机 视觉 研 究 的 热 点 问题 之 一 ．它 是 利 获 得 边 缘 特 征点 的 视差 ， 后 在 这些 特 征 点视 差 图 的约 束 下． 然 对 用 计算 机来 模 仿 人 类 通 过 眼睛 线 索 感 知 距 离 的一 种 方 法 其 中 非 特 征 点 利 用灰 度 大 小 进行 分 段 。 缩小 了匹 配空 间． 保 证 了 既 又 关 键 的一 点 是解 决 图 像上 的视 差 计 算 问 题 ．以此 来 恢 复点 的三 匹 配 的 相 对 准 确 性 ， 得 了较 好 的效 果 ， 带 来 的 问题 是 ． 于 获 但 由
窗 口大 小 、纹 理 和光 照反 射 的 影 响 ，而且 具 有 可 观 的时 间 复 杂 色 信 息 ， 只 是利 用 灰 度 信息 进 行 分 段 ． 比来说 没 有 利用 颜 色 也 相 度 ； ） 于图 像 特征 的匹 配 『 ， 方法 更 多地 强 调 利用 空 间 景 信 息 的 区域 生 长 的 分段 方 法 对极 线 的 分 割效 果 好 ｆ基 ２ ３ １ 该 物 的结 构信 息 来 解决 匹配 的歧 义 性 ． 配 特 征 主要 为 线 状特 征 、 １１ 缘特 征点 匹 配 匹 ．边
基 于区域 生长的时 间规整立体 匹配算法
傅青 山．雷仲魁
（南京 航 空航 天 大 学无 人机 学 院 江 苏 南 京 ２０ ０ １００１
【 摘
要 】 针 对 立体 匹配 过 程 中存 在 的不 确 定性 和模 糊性 ，本 文提 出先 利 用 匹配 的 边缘 特 征 点 对极 线进 行 初 分割 。 ： 然
糊 逻 辑 的方 法 先 是进 行 边 缘 点 的 检测 ．把 极 线 上边 缘 点 之 间 的 图像 信息 ， 缘 检 测 方法 可 分 为 两大 类 ： 于梯 度 信 息 的图 像 边 边 基 像 素 都 划分 为 一个 段 ． 然后 做 左 右 图 像 相容 段 上 像 素 的 匹配 ． 这 缘检 测和 基 于 相位 信 息 的 图像 边 缘 检 测 相 位 检 测 计 算 复 杂 度 样 特 征点 匹 配 的 准确 性 对 整 个视 差 图 的准 确 性 起着 至 关 重要 的 比较 高 ， 时性 不 好 ： 度梯 度 信 息 对 图 像 中 大量 的噪 声 非 常 敏 实 灰
维 坐标 ． 而 试 图重 建 物 体 的 三维 表 面 信 息 。 进 目前所 采 用 的立 体 特 征 点 的 视 差 图 对 整 个 视 差 图 的 准 确性 起 着 至 关 重 要 的作 用 。 匹 配方 法 大致 可 以分 为 两 类 ： １基 于 区域 灰 度 相关 性 的 方 法ｎ１ 且 在 噪 声 、 挡 及透 视 等 因 素影 响 比较 严重 的 情 况 下． 征点 的 （） 遮 特 『１该 方 法可 以得 到 稠密 的视 差 图 ， 是其 匹配 的精 确度 要 受 到 精 确 匹 配会 受 到 干 扰 。 献『１ 定 自适应 窗 口 ， 是 没 有 利 用颜 ２， 但 文 ７设 但
作用， 且在 噪 声 、遮 挡 及透 视 等 因素 影 响 比较 严 重 的情 况下 ， 特 感 ，且随 着 图 像 的对 比度 和 亮度 的改 变 而 发 生改 变 。我 们 采 用 征 点 的精 确 匹 配 会 受 到 干 扰 ； 献『１ 出一 种 基 于 自适 应 窗 口 Ｃ ｎ ｖ 子 ， 时加 入 色 彩 梯 度信 息 ， 测 的 准 确 率 得 到 很 大 提 文 ７提 ａｎ 算 同 检 的时 间规 整 算 法 ． 是 没有 利 用 像 素 的 彩 色信 息 和 梯 度信 息 ． 但 而 高 。 且 也 只 是 采 用 效 果 不 好 的 比较 灰 度 大 小 来 分 段 Ｋ ｓ ｈ ｎ和 ｏｃａ 我们 定 义 颜 色 梯度 如 下 ： Ｒ ｄｈｒ（９ ７认 为 用 彩 色信 息 代 替灰 度信 息 ． ｏｅｏ ｔ ９） ｓ１ 立体 匹 配 结果 的 准 备 率能 够 提 高 ２％一 ５ 。为 了 得 到精 确 度 更 高 的视 差 图 ． ０ ２％ 本
号 处 理 中 的 时 问规 整 算 法 （ ｙ ａ ｉ Ｔ ｍ ｒｉｇ Ｄ Ｗ ） 以 灰 外 极 线 的约 束 下 ． 另 一 幅 图像 中相 应 扫描 线 上 ． 然存 在 多 个 Ｄ ｎ ｍ ｃ ｉ ｅＷａ ｎ ， Ｔ ｐ ， 在 仍
度段 作 为 匹 配 的 基 元 ． 法 简 便 ． 于 匹 配 ． 其 灰 度 分 段 在 遮 可 能 匹 配 的边 缘 点 ． 而 匹配 过 程具 有 不 确定 性 和 模 糊 性 匹配 算 利 但 因 挡、 光照 不 均 和 畸变 的情 况下 会 产 生误 分段 ； 文献 ｆ 采 用 一 种 模 之前 先要 进 行 边 缘特 征 点 的 检测 ．按 照 图像 边 缘 检 测 所 利 用 的 ６ １
后 利 用 区域 生 长 算 法进 行 颜 色分段 ， 颜 色段 的 基 础 上进 行 时 间规 整 的 立体 匹配 算 法 。根 据 外板 线 约束 ， 视 差 范 围 窗 口 内 在 在 采 用 颜 色相 似 极 大得 到 长 度 不 相 等 的 两 个 像 素段 作 为相 容 的 匹 配序 列 ． 用动 态规 划 方 法 及 连 续 性 约 束 寻 找 一 条 最 佳 的 匹 利
角 特征 、 区域 特 征等 ． 方 法 只 能 得 到 稀疏 可 靠 的视 差 图 。动 态 该
边 缘 特 征 点 的 匹配 就是 要 找 到一 幅 图 像 中 某 一 扫 描线 上 的
规划法在立体匹配 中得到 了普遍 的应用 ， 文献『惨 考了语音信 某 个 边缘 特 征 点 在 另一 幅图 像 中 的对 应 边 缘 特 征 点 ．但 由于 在 ５
配 路 径 ， 据 回 溯得 到 匹 配路 径 及 其 坐 标值 得 到 高密度 视 差 图 。 实验 结 果 表 明 该 算 法具 有 良好 的 匹配效 果 。 根 【 关键词】 区域 生长； ： 立体 匹配； ＷＴ 动态规划 Ｄ ；
引 言
段 ； ） 过 基 于特 征 的边 界 检 测来 确定 匹 配 序 列 。 文献 『 首先 （通 ２ ６ １ 立体 匹 配 问题 是 计 算 机 视觉 研 究 的 热 点 问题 之 一 ．它 是 利 获 得 边 缘 特 征点 的 视差 ， 后 在 这些 特 征 点视 差 图 的约 束 下． 然 对 用 计算 机来 模 仿 人 类 通 过 眼睛 线 索 感 知 距 离 的一 种 方 法 其 中 非 特 征 点 利 用灰 度 大 小 进行 分 段 。 缩小 了匹 配空 间． 保 证 了 既 又 关 键 的一 点 是解 决 图 像上 的视 差 计 算 问 题 ．以此 来 恢 复点 的三 匹 配 的 相 对 准 确 性 ， 得 了较 好 的效 果 ， 带 来 的 问题 是 ． 于 获 但 由
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