一种基于Census变换和灰度绝对差的混合匹配双目视觉系统技术方案

发明专利技术涉及一种基于Census变换和灰度绝对差的混合匹配双目视觉系统，所述系统包括相互之间电性连接的双目图像数据采集模块、FPGA图像数据处理模块和视差图输出显示模块；所述FPGA图像数据处理模块包括图像矫正、图像预处理、图像变换以及双目匹配过程；利用双目匹配的相似性检测函数记录最小值所对应的像素点，即为最佳匹配点，通过视差图输出显示模块输入显示。本发明专利技术的双目视觉系统采用的算法不仅大大减少了计算量，有效排除了光照、噪声等环境因素的影响；而且在基于传统Census变换的基础上，通过判断是否为物体边缘，来进行自适应窗口大小的Census变换，大大增加了匹配的准确性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Census变换和灰度绝对差的混合匹配双目视觉系统


[0001]本专利技术属于立体视觉
，具体涉及一种基于Census变换和灰度绝对差的混合匹配双目视觉系统。

技术介绍

[0002]自从1984年世界上第一款FPGA诞生以来，至今还不到40年的时间。但是FPGA技术却取得了飞速发展，因为其在性能、成本、开发时间、稳定性及后期维护等方面的巨大优势，FPGA在很多方面逐渐取代了DSP和ASIC。而且，近年来，随着国家对集成电路事业的大力支持，国产FPGA也取得了很大的进步。本专利技术中算法处理部分就是基于紫光同创公司的PSD软件和PGL22G开发板搭建的。
[0003]随着人工智能硬件和工业互联网的不断发展，机器视觉应用异常热门，尤其是在实时立体视觉方面。立体视觉技术在安全性、成本以及可靠性等方面相对于其他三维传感器有很多优势，因而在移动终端、无人机、VR(Virtual Real ity)、ADAS(Advanced Driver Assistance system)、机器人导航、人机交互、AR(Augmented Real本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Census变换和灰度绝对差的混合匹配双目视觉系统，其特征在于：所述系统包括相互之间电性连接的双目图像数据采集模块、FPGA图像数据处理模块和视差图输出显示模块；所述FPGA图像数据处理模块包括图像矫正、图像预处理、图像变换以及双目匹配过程；所述双目图像数据采集模块为CMOS传感器；所述图像矫正过程使采集到的图像位于同一水平线，然后将矫正后的图像灰度化，完成图像预处理；再进行图像变换步骤，包括图像边缘检测、自适应窗口大小的Census变换、灰度绝对差计算、相似度匹配函数计算；所述图像边缘检测利用Sobel算子进行图像边缘检测，计算图像数据的梯度值；所述自适应窗口大小的Census变换根据Sobel算子计算得到的梯度值，使用状态机对不同范围梯度值的像素点跳转进入不同窗口大小的Census变换，而后得到双目图像对应像素点的汉明距离；所述灰度值计算为计算同一时刻两幅图像数据对应指定像素点的灰度绝对差值；所述相似度匹配函数计算：对相同像素点Census变换后得到的汉明距离和灰度绝对差值，分别加权并相加，作为双目匹配的相似性检测函数；利用双目匹配的相似性检测函数记录最小值所对应的像素点，即为最佳匹配点，通过视差图输出显示模块输入显示。2.根据权利要求1所述的双目视觉系统，其特征在于，所述Sobel算子为改进的Sobel算子：使得G＝|G
x
+G
y
|，而SH＝middle(p1+p2+p3+p4+p5+p6+p7+p8+p9)，SL＝0.5
×
middle(p1+p2+p3+p4+p5+p6+p7+p8+p9),令SH和SL分别作为高低阈值，进行不同窗口的Census变换。3.根据权利要求2所述的双目视觉系统，其特征在于，所述自适应窗口大小的Census变换对于梯度值大于或等于SH的图像数据，进行7
×
7窗口的Census变换；对于梯度值大于SL且小于SH的图像数据，进行9
×
9窗口的Census变换；对于梯度值小于或等于SL的图像数据，进行11
×
11窗口的Census变换。4.根据权利要求3所述的双目视觉系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵鹏，张铭旭，齐御京，曹智杰，赵桂娟，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：