可變光源下的雙目視圖立體匹配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雙目視圖立體匹配方法，具體是一種可變光源下的雙目視圖立體匹配 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙目視圖的立體匹配是深度信息恢復(fù)的重要步驟，立體匹配的主要工作是利用對(duì) 應(yīng)點(diǎn)之間顏色或梯度等特征的相似性為不同視角同一場(chǎng)景下尋找準(zhǔn)確的像素對(duì)應(yīng)。立體匹 配算法可以分為局部立體匹配算法和全局立體匹配算法。局部立體匹配算法通過(guò)區(qū)域匹配 或特征匹配的方法為每個(gè)像素獨(dú)立地計(jì)算視差值。因?yàn)椴豢紤]像素之間的相關(guān)性，局部立 體匹配算法一般速度較快，但得到的匹配結(jié)果比較粗糙。而全局性方法中的能量框架，既考 慮了每個(gè)像素的數(shù)據(jù)匹配代價(jià)，也為相鄰像素之間的平滑性約束進(jìn)行了建模，因此通常能 得到比局部方法更準(zhǔn)確的結(jié)果。因此，雖然受到能量最優(yōu)化算法的效率限制，全局立體匹配 算法比局部立體匹配算法的求解時(shí)間長(zhǎng)，但其精確的匹配結(jié)果和相對(duì)獨(dú)立的建模和優(yōu)化過(guò) 程，使得全局匹配算法在立體匹配中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。
[0003] 全局立體匹配算法一般可以基于馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)對(duì)匹配問(wèn)題進(jìn)行建模。根據(jù)馬爾 可夫隨機(jī)場(chǎng)的理論，假設(shè)P和q是圖像I中的像素點(diǎn)，d，d，j是它們對(duì)應(yīng)的視差值，則立 體匹配問(wèn)題可以進(jìn)行如下方式的建模：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可變光源下的雙目視圖立體匹配方法，其特征在于，該方法包括w下步驟： 51、 對(duì)可變光源下的雙目視圖進(jìn)行立體匹配，得到視差圖； 52、 使用視差圖從雙目視圖中對(duì)應(yīng)提取圖像前景區(qū)域； 53、 用貝葉斯理論框架的顏色恒常算法對(duì)提取到的圖像前景區(qū)域進(jìn)行光源估計(jì)； 54、 用估計(jì)的光源值對(duì)雙目視圖進(jìn)行顏色校正； 55、 對(duì)顏色校正后的雙目視圖重新進(jìn)行立體匹配，得到新的視差圖； 重復(fù)上述步驟S2-S5,直至計(jì)算的視差值收斂到真實(shí)視差值或達(dá)到設(shè)定的迭代次數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變光源下的雙目視圖立體匹配方法，其特征在于，在所述 步驟S2中，使用視差圖從雙目視圖中對(duì)應(yīng)提取圖像前景區(qū)域包括： 對(duì)視差圖進(jìn)行二值化； 使用形態(tài)學(xué)方法對(duì)二值化后的圖像進(jìn)行去噪；W及 用上述二值化和去噪步驟處理后的圖像與雙目視圖運(yùn)算提取圖像前景區(qū)域； 所述去噪步驟包括；對(duì)二值化后的圖像使用結(jié)構(gòu)元進(jìn)行開操作，W及對(duì)開操作得到的 圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)孔洞填充。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變光源下的雙目視圖立體匹配方法，其特征在于，在所述 步驟S1和步驟S5中，使用馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)進(jìn)行立體匹配，采用的帶動(dòng)態(tài)權(quán)重的能量模型為
其中，P和q是圖像I中的像素點(diǎn)；dp和d。分別是像素P和像素q對(duì)應(yīng)的視差值；D(p，dp)表示像素P的視差值為dp時(shí)的像素?cái)?shù)據(jù)匹配代價(jià)；N表示圖像對(duì)應(yīng)的無(wú)向圖中的邊，即 像素之間的相鄰關(guān)系，（P，q)GN表示像素P和像素q是相鄰的；S(dp,d。）表示當(dāng)像素P被 賦予視差值dp而像素q被賦予視差值d。時(shí)，像素P和像素q之間的由平滑性約束導(dǎo)致的代 價(jià)；aP為像素P的數(shù)據(jù)匹配代價(jià)權(quán)重值，
I內(nèi).J是像素點(diǎn)的梯度模值，II門lUtf是圖像中梯度模值的最大值，0為自定義權(quán)重參 數(shù)，0在化1,0. 5]之間取值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可變光源下的雙目視圖立體匹配方法，該方法包括以下步驟：S1、對(duì)可變光源下的雙目視圖進(jìn)行立體匹配，得到視差圖；S2、使用視差圖從雙目視圖中對(duì)應(yīng)提取圖像前景區(qū)域；S3、用貝葉斯理論框架的顏色恒常算法對(duì)提取到的圖像前景區(qū)域進(jìn)行光源估計(jì)；S4、用估計(jì)的光源值對(duì)雙目視圖進(jìn)行顏色校正；S5、對(duì)顏色校正后的雙目視圖重新進(jìn)行立體匹配，得到新的視差圖；重復(fù)上述步驟S2-S5，直至計(jì)算的視差值收斂到真實(shí)視差值或達(dá)到設(shè)定的迭代次數(shù)。本方法能夠有效提升可變光源下雙目視圖立體匹配的準(zhǔn)確度。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號(hào)】CN104851100
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510268069
【發(fā)明人】袁春, 張江迪
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)深圳研究生院
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日