本发明专利技术公开了一种渐近全局匹配的双目视差获取方法和系统，所述方法包括：对左图的行和列进行间隔采样，获得低分辨率的第一左图；对右图的行和列进行间隔采样，获得低分辨率的第一右图；基于全局匹配的方法对第一左图和第一右图进行匹配，获得第一初始视差图；对第一初始视差图进行插值处理，获得与左图或右图具有相同像素列阵的第一等像素初始视差图；以第一等像素初始视差图为参考，在设定的相对视差范围内，对左图和右图进行全局匹配，获得优化视差图。以第一等像素初始视差图作为参考，便于缩小全局匹配的搜寻范围，从而提高计算效率、节约计算资源和内存资源，得到高精度的优化视差图。化视差图。化视差图。
【技术实现步骤摘要】
一种渐近全局匹配的双目视差获取方法和系统
[0001]本专利技术涉及计算机视角
，具体涉及一种渐近全局匹配的双目视差获取方法和系统。
技术介绍
[0002]双目视觉匹配是一种从一对不同角度拍摄的图片进行运算，从而恢复空间深度信息的机器技术。此技术近年受到广泛关注，成为自动驾驶、机器人视觉、虚拟/增强现实，工业自动化测量等许多智能化技术的基础之一。目前广泛应用的算法有：交互像素点差异(BT)代价算法和准全局聚合代价匹配(SGM，Semiglobal Matching)算法。BT代价算法为常用的局部算法(S. Birchfield and C.Tomasi,“Depth Discontinuities by Pixel-toPixel Stereo,”Proc. Sixth IEEE Int
’
l Conf.Computer Vision,pp.1073-1080,Jan.1998.)，SGM全局算法以BT代价为基础进行多方向聚合(Heiko Hirschm
ü
ller,“Stereo Processing bySemiglobal Matching and Mutual Information”,IEEE TRANSACTIONS ONPATTERN ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE,VOL.30,NO.2, FEBRUARY 2008)。在另一篇文献中(D.Scharstein and R.Szeliski,“ATaxonomy and Evaluation of Dense Two-Frame Stereo CorrespondenceAlgorithms,”Int
’
l J.Computer Vision,vol.47,nos.1/2/3,pp.7-42,Apr.-June2002.)，对现有的双目视觉匹配算法进行了分类和比较。
[0003]全局聚合代价匹配精度较高，但消耗巨大的计算资源和内存资源，能达到的帧率十分有限；而局部匹配速度较快，但其准确度低，会产生局部匹配错误，或局部找不到优化匹配视差值，从而在匹配特征不明显的区域产生大量离散分布的错误匹配区域。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种渐近全局匹配的双目视差获取方法和系统，通过渐近全局匹配的方法进行匹配，以降低全局匹配的计算量，便于节约计算资源，获得高精度的优化视差匹配图。
[0005]本专利技术公开了一种渐近全局匹配的双目视差获取方法，所述方法包括：对左图的行和列进行间隔采样，获得低分辨率的第一左图；对右图的行和列进行间隔采样，获得低分辨率的第一右图；基于全局匹配的方法对第一左图和第一右图进行匹配，获得第一初始视差图；对第一初始视差图进行插值处理，获得与左图或右图具有相同像素列阵的第一等像素初始视差图；以第一等像素初始视差图为参考，对左图和右图进行全局匹配，获得优化视差图。
[0006]优选的，本专利技术的方法还包括图像平滑的方法：将所述第一初始视差图进行平滑处理后，再进行插值处理。
[0007]优选的，对左图或右图的行和列进行间隔采样的方法包括：间隔采取行和列上的点作为重采点；将所述重采点临近区域的平均值作为重采点的值。
[0008]优选的，以第一等像素初始视差图为参考，对左图和右图进行全局匹配的方法包
括：以第一等像素初始视差图为参考，为右图设定搜索范围；在所述搜索范围内，通过全局匹配的方法，在右图中搜索到与左图点的最优匹配，获得相对视差；根据相对视差和第一等像素初始视差图的初始视差获得优化视差。
[0009]优选的，在右图中搜索到与左图点最优匹配的方法包括：分别计算左图和右图三通道BT代价，并按通道累加获得组合单通道BT代价；将组合单通道BT代价在X方向求梯度后取模量，获得单通道BT代价梯度模量；分别计算左图和右图三通道每行X方向的梯度并取模量，获得三通道左梯度图和三通道右梯度图；根据三通道左梯度图和三通道右梯度图，按通道分别计算BT 代价，获得三通道组合BT；将三通道组合BT按通道累加后，获得单通道梯度 BT代价；将单通道BT代价梯度模量和单通道梯度BT代价加权和，获得复合 BT代价；以所述复合BT代价为基础，在右图的视差搜索范围内进行多方向 SGM全局代价聚合；在右图视差范围内匹配到最小聚合代价，其对应的点为最优匹配，获得相对视差。
[0010]优选的，多方向SGM全局代价聚合的方法包括：
[0011]L(p，d
e
(p)+d)＝C(p，d
e
(p)+d)+min(T(p-r，d
e
(p-r)+d)， T(p-r，d
e
(p)+d-1)+P1，T(p-r，d
e
(p)+d+1) +P1，min
i
((T(p-r，i))+P2)
[0012](2)
[0013]其中，L为聚合方向上的聚合代价，C(p，d
e
(p)+d)为当前点p的代价， p指当前点，d
e
(p)是p点的初始视差，d指相对视差，T(p-r，d
e
(p-r)+d)为聚合方向上前一点在其绝对视差下的代价，p-r指聚合方向上p点的前一点， T(p-r，d
e
(p)+d-1)为聚合方向上前一点在当前点绝对视差-1的代价， T(p-r，d
e
(p)+d+1)为聚合方向上前一点在当前点绝对视差+1的代价， min
i
((T(p-r，i))为前一点在相对搜寻范围内的方向视差最小值，P1和P2为动态规划参数。
[0014]优选的，所述优化视差图包括绝对视差，所述绝对视差由相对视差和初始视差求和得到。
[0015]优选的，本专利技术的方法还包括通过第二初始视差进获取双目视差的方法：对左图的行和列进行间隔采样，获得低分辨率的第二左图，所述第二左图的分辨率高于第一左图；对右图的行和列进行间隔采样，获得低分辨率的第二右图，第二右图的分辨率高于第一右图；第一初始视差图通过插值处理，获得与第二左图或第二右图具有相同像素列阵的第二等像素初始视差图；以第二等像素初始视差图为参考，基于全局匹配的方法对第二左图和第二右图进行匹配，获得第二初始视差图；第二初始视差图通过插值处理，获得与所述左图或右图具有相同像素列阵的第三等像素初始视差图；以第三等像素初始视差图为参考，基于全局匹配的方法对左图和右图进行匹配，获得优化视差图。
[0016]优选的，本专利技术的方法还包括图像预处理的方法：将左图和右图在Y方向上对齐；对左图和右图根据匹配需要进行裁剪。
[0017]本专利技术还包括用于实现上述方法的双目获取系统，包括重采样模块、第一匹配模块、插值模块和第二匹配模块，所述重采样模块用于对左图的行和列进行间隔采样，获得低分辨率的第一左图，对右图的行和列进行间隔采样，获得低分辨率的第一右图；所述第一匹配模块用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种渐近全局匹配的双目视差获取方法，其特征在于，所述方法包括：对左图的行和列进行间隔采样，获得低分辨率的第一左图；对右图的行和列进行间隔采样，获得低分辨率的第一右图；基于全局匹配的方法对第一左图和第一右图进行匹配，获得第一初始视差图；对第一初始视差图进行插值处理，获得与左图或右图具有相同像素列阵的第一等像素初始视差图；以第一等像素初始视差图为参考，在设定的相对视差范围内，对左图和右图进行全局匹配，获得优化视差图。2.根据权利要求1所述的双目视差获取方法，其特征在于，还包括图像平滑的方法：将所述第一初始视差图进行平滑处理后，再进行插值处理。3.根据权利要求1所述的双目视差获取方法，其特征在于，对左图或右图的行和列进行间隔采样的方法包括：间隔采取行和列上的点作为重采点；将所述重采点临近区域的平均值作为重采点的值。4.根据权利要求1所述的双目视差获取方法，其特征在于，以第一等像素初始视差图为参考，对左图和右图进行全局匹配的方法包括：以第一等像素初始视差图为参考，为右图设定搜索范围；在所述搜索范围内，通过全局匹配的方法，在右图中搜索到与左图点的最优匹配，获得相对视差；根据相对视差和第一等像素初始视差图的初始视差获得优化视差。5.根据权利要求4所述的双目视差获取方法，其特征在于，在右图中搜索到与左图点最优匹配的方法包括：分别计算左图和右图三通道BT代价，并按通道累加获得组合单通道BT代价；将组合单通道BT代价在X方向求梯度后取模量，获得单通道BT代价梯度模量；分别计算左图和右图三通道每行X方向的梯度并取模量，获得三通道左梯度图和三通道右梯度图；根据三通道左梯度图和三通道右梯度图，按通道分别计算BT代价，获得三通道组合BT；将三通道组合BT按通道累加后，获得单通道梯度BT代价；将单通道BT代价梯度模量和单通道梯度BT代价加权和，获得复合BT代价；以所述复合BT代价为基础，在右图的视差搜索范围内进行多方向SGM全局代价聚合；在右图视差范围内匹配到最小聚合代价，其对应的点为最优匹配，获得相对视差。6.根据权利要求5所述的双目视差获取方法，其特征在于，多方向SGM全局代价聚合的方法包括：L(p，d
e
(p)+d)＝C(p，d
e
(p)+d)+min(T(p-r，d
e
(p-r)+d)，T(p-r，d
e
(p)+d-1)+P1，T(p-r，d
e
(p)+d+1)+P1，min
i
((T(p-r，i))+P2)
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【专利技术属性】
技术研发人员：袁嫣红，袁海骏，罗宏利，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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