一种立体图像的匹配搜索方法技术

本发明专利技术公开了一种立体图像的匹配搜索方法，包括对匹配点的搜索长度进行动态调整的过程；所述过程对匹配点的匹配误差的趋势进行判断，若呈增大趋势，则结束对当前参考点的匹配过程。本发明专利技术通过判断匹配误差的变化趋势来确定是否继续执行匹配过程，从而实现了搜索长度的动态调整。通过缩小搜索范围，使得不必要的匹配运算尽可能减少，不仅提高了匹配精度和匹配效率，而且使得遮挡部分匹配不准的问题得以改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理
，具体地说，是涉及一种对立体图像对中的匹配点进行搜索的方法。
技术介绍
在采用立体摄像机拍摄立体图像时，由于传感器的缺陷或者环境的变化，往往会 使得所拍摄的立体图像对(即左目图像和右目图像)存在严重的灰度失真和几何畸变，从 而大大增加了立体图像匹配的难度。 常规的匹配算法为了保证在任何情况下结果的正确性，总是取一个最大的视差值 d作为搜索长度，对于参考图像的每一个点都需要在待匹配图像上做长度为d的搜索，这样 会有大量的时间浪费在非匹配点上，造成系统资源的浪费以及匹配效率的降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，通过对匹配点的搜索长度 进行动态调整，以縮小搜索范围，提高匹配效率。 为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现 —种立体图像的匹配搜索方法，包括对匹配点的搜索长度进行动态调整的过程； 所述过程对匹配点的匹配误差的趋势进行判断，若呈增大趋势，则结束对当前参考点的匹 配过程。 当前参考点的匹配过程若由于匹配误差呈增大趋势而结束时，则将当前参考点记 为已匹配点，然后转入对下一参考点进行匹配的过程。 进一步的，在所述匹配搜索方法中，首先以视差值d作为搜索长度确定待匹配图 像中的搜索起始点和终止点，然后从起始点开始顺序提取各匹配点与参考图像中的参考点 进行匹配运算，若计算出的匹配误差大于设定阈值，则启动所述的搜索长度动态调整过程。 其中，所述设定阈值为经验值，可以根据所选用的双目摄像机的特性具体确定。 又进一步的，在对当前参考点进行匹配的过程中，如果在至少连续5轮的匹配运 算中，计算出的匹配误差均大于设定阈值，且匹配误差呈增大趋势，则结束对当前参考点的 匹配过程。 再进一步的，在所述搜索长度动态调整过程中，若匹配误差呈减小趋势或持平 (即前后两次记录的匹配误差相等)，则首先判断是否到达搜索终止点，若未到达，则提取 下一个匹配点与当前参考点进行匹配运算；否则，结束对当前参考点的匹配过程，将当前参 考点记为已匹配点。 当所述搜索长度动态调整过程被第n次启动时，n为大于1的自然数，则首先记录 本轮的匹配误差，然后，将本轮的匹配误差与所述搜索长度动态调整过程被第n-l次启动 时记录的匹配误差进行比较，以判断是增大趋势还是减小趋势；若为增大趋势，且两次启动 是连续的两轮匹配过程，则保留已记录的匹配误差，作为后续趋势判断的依据；否则，只保留本轮的匹配误差即可；若为减小趋势或两轮匹配误差相等，则只保留本轮的匹配误差，作 为后续趋势判断的依据。 更进一步的，若通过匹配运算计算出的匹配误差小于设定阈值，则将本轮计算出 的匹配误差err与最小匹配误差min_err进行比较，若err < min_err，则将当前匹配点的 坐标记为b，并将min—err置为err，进入下一轮匹配过程；否则，直接进入下一轮匹配过程； 所述min—err在对每一个参考点进行匹配过程开始前，先被置为初始设定值。 其中，所述b在对每一个参考点进行匹配过程开始前，先被置成初始坐标值；在当 前参考点的匹配过程结束时，判断b的值是否为初始坐标值，若是，则认为待匹配图像中没 有当前参考点的匹配点；否则，将待匹配图像中b的坐标值所对应的点认为是当前参考点 的匹配点，并记为已匹配点。 为了縮小后续参考点的匹配搜索长度，若所述当前参考点在待匹配图像中找到已 匹配点，即形成匹配点对，则在对下一个参考点进行匹配过程时，当前参考点在待匹配图像 中的搜索起始点到所述已匹配点之间的点被视为匹配过的点，不再参与所述下一个参考点 的匹配过程。 与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是本专利技术通过判断匹配误差的变化 趋势来确定是否继续执行匹配过程，从而实现了搜索长度的动态调整。通过縮小搜索范围， 使得不必要的匹配运算尽可能减少，不仅提高了匹配精度和匹配效率，而且使得遮挡部分 匹配不准的问题得以改善。 结合附图阅读本专利技术实施方式的详细描述后，本专利技术的其他特点和优点将变得更 加清楚。附图说明 图1是通过双目摄像机拍摄的一对立体图像对； 图2是立体图像对中匹配点对的匹配过程示意图； 图3是本专利技术所提出的立体图像匹配搜索方法的一种实施例的程序流程框图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细地描述。 本专利技术的立体图像匹配搜索方法的提出是基于立体匹配的三个约束条件(l)外 极线约束，指矫正后两幅图中对应的外极线共线，并平行于图像的水平轴；(2)唯一性约 束，指立体图像对中，一幅图像中的一个点最多只能匹配另一幅图像中的一个点；(3)顺序 约束，指两幅图像中各点的出现位置是顺序一致的。 首先解释一下匹配点对，匹配点对是指在立体图像对中，左、右两幅图像中具有相 同图像内容的像素点。根据外极线约束准则，他们不但具有相同的图像内容，而且具有相同 的纵坐标。如图1所示，(a)、 (b)分别为利用同一台双目立体摄像机拍摄的左目图像和右 目图像。其中，左目图像(a)中箭头所指的像素点与右目图像(b)中箭头所指的像素点即 是一对匹配点，它们具有相同的图像内容。 下面以左目图像L为参考图像，右目图像IK为待匹配图像，通过一个具体的实施 例来对本专利技术所提出的立体图像匹配搜索方法进行具体说明。 实施例一，首先阐述一下本实施例所提出的立体图像匹配搜索方法的原理。 如图2所示，左图1。右图IK为利用同一台立体摄像机拍摄的左目图像和右目图 像，假设它们的外极线已矫正对齐。假设两幅图像中的四个点A、B、A'、B'在同一条外极线 上，A、B是左图^中相邻的点;A，、B，是右图1^中相邻的点，并且A和A'是一对匹配点对， 两点间的视差值为d，即d为匹配点对的横坐标之差。根据A点的坐标(i， j)，可以得到B 点的坐标(i+l， j) ;A'点的坐标(i-d， j) ;B'的坐标(i-d+l， j)。 B定义为参考点。 本实施例的立体图像匹配搜索方法沿外极线方向，从左至右依次取左图L上的点 与右图^上的点进行匹配。 已知A和A'是一对匹配点对，根据顺序约束，出现在左图A点右边的点也应该出 现在右图A'点的右边，这样一来，A'点以及A'点左边的点都排除在搜索范围之外了。 根据连续性约束，如果A和A'匹配，那么紧跟其后的B、B'也是一对匹配点对的可 能性很大。但是，由于存在遮挡、几何畸变等问题，B点有可能在右图中找不到匹配点或者匹 配点在B'的右侧。因此，确定搜索的起始点为B' (i-d+l， j)，终止点为B" (i+l， j)，即B" 点跟B点的视差值为O。 在从点B'到B"的搜索过程中，如果没找到匹配点就将B记为已匹配点，而B'被 视为未匹配点，出现这种情况有可能是B点的匹配点在右图中被遮挡。在从B'到B"的搜 索过程中，如果找到匹配点对，则把该匹配点记为C，并将B和C都记为已匹配点，把B'到 C之间的点都视为匹配过的点。出现这种情况有可能是B'到C之间的点在左图中被遮挡。 匹配过的点不再参与以后的匹配，而未匹配点仍在搜索范围内。 在第一轮匹配过程中，如果左图中的参考点B与右图中的搜索起始点B'的匹配误差大于设定阈值(此设定阈值为经验值，根据当前所选用的双目立体摄像机的特性通过实验结果统计得出，不同的双目立体摄像机所配置的设置阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体图像的匹配搜索方法，其特征在于：包括对匹配点的搜索长度进行动态调整的过程；所述过程对匹配点的匹配误差的趋势进行判断，若呈增大趋势，则结束对当前参考点的匹配过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏楠楠，刘韶，刘微，王晓曼，李月高，
申请(专利权)人：青岛海信网络科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]