本公开提出一种煤矿井下高分辨率图像视差估计方法及装置，涉及计算机视觉技术领域，方法包括：根据双目图像中匹配的支撑点构建三角网格，并根据三角网格内部像素点在不同视差取值时的第一匹配代价，初始化N层三维代价地图，其中，N为大于1的整数，且第一层至第N层的三维代价地图的像素点数量递减，并依次对第N层至第一层三维代价地图进行四方向代价传播，其中，每层三维代价地图传播后的代价传递至下一层三维代价地图，以及采用WTA策略计算代价传播后的第一层三维代价地图的视差图，能够构建不同尺度的三维代价地图，并且从最小尺度到最大尺度对每层代价地图进行代价传播，因此可以减少代价传播的迭代次数、加快收敛，从而提升了视差估计效率。升了视差估计效率。升了视差估计效率。
【技术实现步骤摘要】
煤矿井下高分辨率图像视差估计方法及装置
[0001]本公开涉及计算机视觉
，尤其涉及一种煤矿井下高分辨率图像视差估计方法及装置。
技术介绍
[0002]基于双目的视差估计方法与人类等哺乳动物的特性比较贴近，且成本较低，近年来受到了研究者们越来越多的关注，对于双目立体匹配算法的实时性和准确性至关重要。但是，由于难以满足速度与精度双重要求，且存在深度不连续、遮挡、弱纹理等问题，基于双目的视差估计方法具有较大的技术难度。
[0003]针对当前全局立体匹配算法效率低下以及在遮挡区域难以准确匹配的问题，全局匹配算法定义了一个全局能量代价函数。基于马尔科夫随机场(MRF)模型是目前比较流行的一种全局能量函数最小化算法，而置信度传播(BP)算法是一种基于消息传递机制的MRF最小化能量估计方法。置信传播算法利用节点与节点之间相互传递信息而更新当前整个MRF（马尔科夫随机场）的标记状态，是基于MRF的一种近似计算。该算法是一种迭代的方法，可以解决概率图模型概率推断问题，而且所有信息的传播可以并行实现。经过多次迭代后，所有节点的信度不再发生变化，就称此时每一个节点的标记即为最优标记，MRF也达到了收敛状态。然而，相关技术中的置信度传播(BP)算法在视差估计过程中需要多次迭代，由于迭代次数多，所以收敛速度慢。因此，基于置信度传播的视差估计效率亟待提升。
技术实现思路
[0004]本公开提出了一种煤矿井下高分辨率图像视差估计方法及装置，旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]本公开第一方面实施例提出了一种煤矿井下高分辨率图像视差估计方法，包括：根据煤矿井下双目图像中匹配的支撑点构建三角网格；根据三角网格内部像素点在不同视差取值时的第一匹配代价，初始化N层三维代价地图，其中，N为大于1的整数，且第一层至第N层的三维代价地图的像素点数量递减；依次对第N层至第一层三维代价地图进行四方向代价传播，其中，每层三维代价地图传播后的代价传递至下一层三维代价地图；以及采用WTA策略计算代价传播后的第一层三维代价地图的视差图。
[0006]本公开第二方面实施例提出了一种煤矿井下高分辨率图像视差估计装置，包括：构建模块，用于根据煤矿井下双目图像中匹配的支撑点构建三角网格；初始化模块，用于根据三角网格内部像素点在不同视差取值时的第一匹配代价，初始化N层三维代价地图，其中，N为大于1的整数，且第一层至第N层的三维代价地图的像素点数量递减；第一传播模块，用于依次对第N层至第一层三维代价地图进行四方向代价传播，其中，每层三维代价地图传播后的代价传递至下一层三维代价地图；以及第一确定模块，用于采用WTA策略计算代价传播后的第一层三维代价地图的视差图。
[0007]本公开第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述
至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开实施例的煤矿井下高分辨率图像视差估计方法。
[0008]本公开第四方面实施例提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本公开实施例公开的煤矿井下高分辨率图像视差估计方法。
[0009]本实施例中，通过根据双目图像中匹配的支撑点构建三角网格，并根据三角网格内部像素点在不同视差取值时的第一匹配代价，初始化N层三维代价地图，其中，N为大于1的整数，且第一层至第N层的三维代价地图的像素点数量递减，并依次对第N层至第一层三维代价地图进行四方向代价传播，其中，每层三维代价地图传播后的代价传递至下一层三维代价地图，以及采用WTA策略计算代价传播后的第一层三维代价地图的视差图，能够构建不同尺度的三维代价地图，并且从最小尺度到最大尺度对每层代价地图进行代价传播，因此可以减少代价传播的迭代次数、加快收敛，从而提升了视差估计效率。
[0010]本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
[0011]本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本公开一实施例提供的煤矿井下高分辨率图像视差估计方法的流程示意图；图2是根据本公开另一实施例提供的煤矿井下高分辨率图像视差估计方法的流程示意图；图3是根据本公开另一实施例提供的煤矿井下高分辨率图像视差估计装置的示意图；图4示出了适于用来实现本公开实施方式的示例性电子设备的框图。
具体实施方式
[0012]下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0013]需要说明的是，本实施例的煤矿井下高分辨率图像视差估计方法的执行主体可以为煤矿井下高分辨率图像视差估计装置，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以配置在电子设备中，电子设备可以包括但不限于终端、服务器端等。
[0014]图1是根据本公开一实施例提供的煤矿井下高分辨率图像视差估计方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：S101：根据煤矿井下双目图像中匹配的支撑点构建三角网格。
[0015]其中，双目图像例如可以是利用双目相机在煤矿井下采集的一对图像，且双目图像可以是高分辨率图像（即，像素点密集），其包括左图像和右图像，也即是说，本实施例提供的煤矿井下高分辨率图像视差估计方法例如可以应用到煤矿井下图像的视差估计。
[0016]本公开实施例中，可以将左图像作为视差估计过程的基准图像，对应的，右图像作为参考图像，而左图像和右图像中匹配的特征点可以被称为支撑点，而本实施例可以根据支撑点在基准图像中构建Delaunay三角网格，即：三角网格化处理。一些实施例，例如可以采用ELAS算法对双目图像进行处理，以构建Delaunay三角网格。
[0017]具体地，首先使用5*5sobel滤波器求得左图像、右图像横向和纵向的滤波图片；进一步地，利用5*5的blob算子和corner算子分别提取左图像、右图像的blob和corner特征；然后，根据blob和corner特征分别计算ELAS描述向量；进一步地，根据描述向量进行特征点匹配，将左右图像中匹配的特征点作为支撑点，若支撑点数量小于3则认为该双目图像无法进行视差估计；进一步地，对这些支撑点进行三角网格化（即，构建一个或者多个Delaunay三角网格），以点集进行最小角三角网建立，即：使用点集内的所有点构建不交叉的三角集，并保证建立的三角网中每一个三角都尽量饱满，减少狭长的三角形，这样能更好地表述空间内的每一个平面。关于构建三角网格的过程，本实施例不作具体限制。
[0018]S102：本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下高分辨率图像视差估计方法，其特征在于，包括：根据煤矿井下双目图像中匹配的支撑点构建三角网格；根据所述三角网格内部像素点在不同视差取值时的第一匹配代价，初始化N层三维代价地图，其中，N为大于1的整数，且第一层至第N层的三维代价地图的像素点数量递减；依次对第N层至第一层三维代价地图进行四方向代价传播，其中，每层三维代价地图传播后的代价传递至下一层三维代价地图；以及采用WTA策略计算代价传播后的第一层三维代价地图的视差图。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三角网格内部像素点在不同视差取值时的第一匹配代价，初始化N层三维代价地图，包括：根据所述三角网格对应的平面方程系数，确定所述三角网格内每个像素点的第一视差系数；根据所述视差取值和所述第一视差系数确定第二视差系数，并根据所述第二视差系数确定每个像素点在所述视差取值时的先验概率；计算所述像素点在所述视差取值时的第二匹配代价，并根据所述第二匹配代价和所述先验概率确定所述第一匹配代价；根据每个像素点不同视差取值的第一匹配代价，初始化第一层三维代价地图；根据所述第一层三维代价地图，初始化N
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1层三维代价地图，其中，上一层三维代价地图的横坐标上像素点数量、纵坐标上像素点数量分别为下一层三维代价地图的横坐标上像素点数量、纵坐标上像素点数量的两倍，且所述下一层三维代价地图的像素点的匹配代价为所述上一层三维代价地图对应位置四个像素点的匹配代价之和。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次对第N层至第一层三维代价地图进行四方向代价传播，包括：确定当前层三维代价地图中的目标像素点及所述目标像素点的四个邻域点；根据每个所述邻域点在所述视差取值时向所述目标像素点传播的代价和代价惩罚，确定邻域传播代价；根据所述邻域传播代价更新所述目标像素点的代价，并将更新后的代价向上一层三维代价地图对应位置像素点传播；在所述N层三维代价地图四方向代价传播完成的情况下，根据第一传播比例，对第一层三维代价地图的四方向传播代价进行聚合。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用WTA策略计算代价传播后的第一层三维代价地图的视差图，包括：获取与所述双目图像相邻的图像帧；确定所述图像帧与所述双目图像对应位置像素点的参考代价；以及根据传播后的第一层三维代价地图和所述参考代价，采用WTA策略确定所述视差图。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：提取所述双目图像中的闭合区域；根据所述闭合区域中每个像素点的邻域点在视差取值时的代价存在情况，和所述第一传播比例，确定第二传播比例；根据所述第二传播比例，对所述闭...
【专利技术属性】
技术研发人员：李和平，张然，程健，杨国奇，闫鹏鹏，王广福，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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