基于分步思想的立體圖像匹配算法研究.pdf

1、圖像匹配在移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航和環(huán)境重建等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。本文以機(jī)器人視覺系統(tǒng)的應(yīng)用為研究背景，對(duì)圖像匹配涉及的噪聲處理，特征提取，圖像相似性關(guān)系的優(yōu)化計(jì)算及特征和區(qū)域匹配四個(gè)問題進(jìn)行了研究。本文針對(duì)這四個(gè)問題做出了以下工作： (1)針對(duì)圖像中存在的影響匹配精度的沖激噪聲，本文提出一種基于噪聲檢測(cè)的自適應(yīng)中值濾波算法。將一維信號(hào)的自適應(yīng)沖激噪聲濾波算法擴(kuò)展到二維空間，并改進(jìn)以應(yīng)用到圖像噪聲濾波。該算法通過(guò)計(jì)算沖激噪聲的位置和幅值來(lái)確

2、定中值濾波的模板大小。并通過(guò)仿真說(shuō)明該算法能夠比較好的濾除沖激噪聲和減小中值濾波對(duì)圖像引入的平滑效應(yīng)； (2)針對(duì)特征提取問題，采用與LoG特征聯(lián)合操作的方法，改進(jìn)Barnard特征提取算法。該算法結(jié)合了Barnard特征對(duì)光照度和對(duì)比度不敏感的優(yōu)點(diǎn)和LoG算子對(duì)噪聲處理比較好的優(yōu)點(diǎn)。然后將該Barnard-LoG特征應(yīng)用到一種特征匹配算法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明所改進(jìn)的Barnard-LoG特征算法在圖像匹配中具有比較好的適用性；

3、 (3)針對(duì)區(qū)域匹配中應(yīng)用圖像互相關(guān)算法和SSD算法計(jì)算復(fù)雜度較高的問題，分別為圖像互相關(guān)算法和SSD(Sumofsquaredifference)算法引入增量方法的思想來(lái)降低計(jì)算復(fù)雜度。在圖像互相關(guān)算法中，針對(duì)其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算特點(diǎn)采用增量關(guān)系分別加以改進(jìn)，達(dá)到對(duì)互相關(guān)計(jì)算的優(yōu)化。在SSD算法中，考慮計(jì)算相鄰像素點(diǎn)的SSD值的增量關(guān)系并結(jié)合前人對(duì)SAD(Sumofsquaredifference)算法的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)SSD的優(yōu)化

4、。通過(guò)與原算法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)說(shuō)明改進(jìn)算法在降低計(jì)算量上具有非常好的效果； (4)針對(duì)區(qū)域匹配計(jì)算中搜索空間大和搜索點(diǎn)多導(dǎo)致的錯(cuò)誤率高和計(jì)算復(fù)雜度高的問題，本文提出一種基于分步思想的區(qū)域匹配算法。這個(gè)算法首先采用特征匹配進(jìn)行預(yù)匹配計(jì)算出可能的視差范圍，在這個(gè)視差范圍內(nèi)進(jìn)行區(qū)域匹配得到精確的匹配結(jié)果。并采用基于增量關(guān)系的圖像互相關(guān)改進(jìn)算法和存儲(chǔ)可復(fù)用的圖像互相關(guān)值的方法來(lái)提高處理速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法正確率高，速度較快，兼有特征匹配算