基于雙目立體視覺的立體匹配算法的研究.pdf

1、雙目立體視覺技術是當前計算機視覺領域的專家和學者的一個熱門的研究課題。它的原理是模擬人類的雙目視覺系統(tǒng)從二維圖像信息中感知三維圖像信息。雙目立體視覺系統(tǒng)通常采用數(shù)碼攝像機和計算機等作為外設工具，在圖像采集根據(jù)一定的約束條件獲取圖像，利用立體匹配原理對采集到的圖像進行信息提取整合，最終獲得三維立體圖像。雙目立體視覺技術在軍事化戰(zhàn)爭、工業(yè)檢測、醫(yī)學影像、監(jiān)控系統(tǒng)、機器人視覺導航和影視娛樂等方面都有非常廣泛的應用背景。立體匹配則是雙目立體視覺

2、系統(tǒng)中比較關鍵和困難的部分，著名的專家和學者已經(jīng)對立體匹配問題深入研究了多年，而它本身是一個“病態(tài)”的問題，至今為止尚未找到合適的算法很好的解決匹配中存在的問題。盡管人們對立體匹配等相關問題已經(jīng)研究多年，但是各種立體匹配算法仍存在一些共同的缺點，例如得到的視差圖邊緣模糊、對視差圖中存在的遮擋區(qū)域、弱紋理或無紋理區(qū)域的匹配出現(xiàn)歧義等。
　　本文首先對選題的背景和主要內容及立體視覺國內外的研究現(xiàn)狀進行了研究，詳細研究了立體視覺技術的理

3、論基礎（包括雙目視覺原理、攝像機標定常見的幾種方法）、研究內容和研究現(xiàn)狀等。
　　其次，對立體匹配算法的分類、雙目立體視覺匹配系統(tǒng)的存在的問題（包括匹配基元的選擇、匹配準則、雙目立體視覺系統(tǒng)的算法結構等）、立體匹配算法的計算步驟（包括匹配代價的計算、匹配代價的疊加、視差獲取和視差修正）進行了詳細的分析，對匹配算法的評價及當前面臨的挑戰(zhàn)進行了綜合性研究。
　　第三，本文對常見的兩種圖像分割算法（均值漂移算法和分水嶺算法）原理進

4、行了深入的研究。均值漂移(Mean shift)是一種有效的統(tǒng)計迭代估計算法,它使圖像中每一個像素點都移動到密度分布函數(shù)的局部極大值點處，對于彩色圖像它能夠利用像素點的顏色空間模式信息進行對像素點進行分類聚集。分水嶺算法是一種拓撲理論的數(shù)學形態(tài)的分割方法，它把局部灰度最小值看作盆地的最低處，灰度最大值處看作山脊，模擬盆地淹沒的過程對圖像進行分割。對于兩種算法用MATLAB和VC++6.0工具做實驗進行比較，結果表明均值偏移算法具有更好地

5、圖像分割效果。
　　第四，本文對Andreas Klaus發(fā)表的Segment-Based Stereo Matching Using Belief Propagation and a Self-Adapting Dissimilarity Measure中所提出的算法進行了詳細的研究，算法對參考圖像中具有相同顏色的區(qū)域進行分段，用基于窗口的局部匹配方法來確定像素點視差的可信度，采用平面幾何方法獲得視差平面標記集合圖像，最后對視差