视差图的中值滤波匹配误差校正方法和实施该方法的电路技术

本发明专利技术涉及一种视差图的中值滤波匹配误差校正方法和实施该方法的电路。该方法是首先对模板窗矩阵的列或行元素同时排序；再对排序后矩阵的行或列元素同时排序，最后对对角线上的元素排序，获得中值。该电路包括大于1的奇数个列排序比较器、与列排序比较器相同数量的行排序比较器、以及1个对角线排序比较器。本发明专利技术具有的优点是：能滤除匹配误差而不造成图像的整体模糊，处理速度快，能满足视频图像实时处理的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于3D视频设备中的基于深度图像绘制(Depth-Image-BasedRendering，简称DIBR)
，具体涉及一种视差图的中值滤波匹配误差校正方法和实施该方法的电路。
技术介绍
基于深度图像绘制(Depth-Image-Based Rendering,简称DIBR)技术根据参考图像(reference image)及其对应的深度图像(depth image)来生成新视点图像(目标图像)。与传统的需要传递左右眼两路视频的3D视频相比，采用DIBR技术之后仅需要传送一路视频及其深度图像就可生成立体图像对，而且可以很方便的实现二维和三维的切换正因为如此，DIBR技术在3D电视立体图像对(stereo pair)的生成中得到了广泛应用，它也引起了人们愈来愈浓厚的兴趣。然而，由于可见性变化、计算的不精确、深度图像的不准确等各种原因，由DIBR技术生成的目标图像中可能会包含着许多误匹配像素点。我们将这种错误称为匹配误差(matching eiror)。匹配误差将严重降低立体图像对的质量，造成人们不舒服的感觉。传统电路消除目标图像匹配误差，是直接对目标图像进行滤波，虽然能够有效的去除匹配误差，但却存在以下缺陷1)由于是对图像进行滤波，故上述两种算法会造成图像的整体模糊，图像的边缘变粗等问题；2)由于是对彩色图像进行滤波，因而需要对图像的三个彩色分量分别滤波，计算量庞大、速度慢，消耗的硬件资源非常多。中国专利文献CN102413347A于2012年4月11日公开了“一种基于DIBR的匹配误差校正方法”，该方法通过对DIBR系统中产生的视差图进行中值滤波，然后，依据滤波后的视差图校正目标图，得到匹配误差较少的目标图。该方法解决了对目标图像进行滤波造成的图像模糊问题，同时由于仅对视差图(二维矩阵)进行滤波，计算量显著减少。该方法不足之处在于没有考虑到图像边缘的处理，同时由于中值滤波采用循环排序方法确定中值而延缓了处理速度。由于视频图像需要实时处理，图像质量要求全高清甚至是超高清，所以匹配误差校正的电路处理速度要求非常高，同时电路占用资源少、稳定。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是，依据中国专利文献CN102413347A公开的对视差图进行中值滤波的原理，提供一种视差图的中值滤波匹配误差校正方法和实施该方法的电路，它能够有效的滤除匹配误差而不造成图像的整体模糊，处理速度快，满足视频图像实时处理的要求。要解决上述技术问题，本专利技术提供一种视差图的中值滤波匹配误差校正方法，包括以下步骤首先对模板窗矩阵的列或行元素同时排序；再对排序后矩阵的行或列元素同时排序，最后对对角线上的元素排序，获得中值，该中值为模板窗口中心位置点的校正值。本专利技术还提供一种实施上述方法的电路，包括大于I的奇数个列排序比较器、与列排序比较器相同数量的行排序比较器、以及I个对角线排序比较器；列排序比较器的输入端口分别输入模板窗矩阵各列兀素值，列排序比较器的输出端口依据从小到大的次序分别连接对应的行排序比较器，从小数行排序比较器到大数行排序比较器的输出端中分别引出从大大到小或者从小到大的一个数据端口连接对角线排序比较器的输入端，对角线排序比较器输出端的一个中间数据端口为输出口。上述列排序比较器和行排序比较器是依据模板窗矩阵的行或列的数据输入而命名的，或者说，列排序比较器与行排序比较器可以互换。由于本专利技术对视差图进行中值滤波，实现了滤除匹配误差而不造成图像的整体模糊，视差图中值滤波采用列元素排序、行元素排序和对角线上的元素排序，这样能实现并行处理，克服了
技术介绍
的循环排序方法确定中值所导致的速度低，实现了快速处理图像。本专利技术具有的优点是能滤除匹配误差而不造成图像的整体模糊，处理速度快。附图说明本专利技术的附图说明如下图I为模板窗中元素位置的标定图2为本专利技术的中值滤波原理图3为本专利技术的电路结构图4为本专利技术电路的输入端、输出端的功能布置图5为图3所示的电路时序分析图。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描述，需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。众所周知，由于人的左右眼存在着视差，因此，当看同一个物体时，左右眼看到的图像是不一样的。一般我们把左眼看到的图像命名为参考图像，右眼看到的图像命名为目标图像(也可以反过来命名)，2D转3D功能的实现就是通过输入参考图像，经过系统处理后，产生目标图像，最后同时显示参考图像和目标图像，让人感觉到3D的效果。DIBR系统是实现2D转3D的功能的重要模块，它需要外部输入参考图像的同时，还需要输入深度图像，经过DIBR系统处理后，输出目标图像。而在DIBR系统中，需要根据深度图像产生视差图像，但深度图像往往是不准确的，这将造成视差图像存在匹配误差，因此，需要对视差图像进行校正，以提高DIBR输出的目标图像的质量。视差图像中值滤波的模板窗口可以为线形，方形，十字形等。标准的中值滤波器是由一个奇数大小尺寸的滑动窗组成，通常为3X3或5X5窗口。本方法专利技术是首先对模板窗矩阵的列或行元素同时排序；再对排序后矩阵的行或列元素同时排序，最后对对角线上的元素排序，获得中值，具体实现方法如下以图I所示的一个3X3模板窗为例，首先对3X3矩阵的三列元素排序，然后，对于列排序后的窗口的三行元素排序，最后，求对角线上三个元素的中值，所得中值就是9个元素的中值。图I中的数字I、表示对模板窗中元素位置的标定。如图2所示，图中的CMP (m、n、k)是一个三输入的排序比较器，它实现的功能是，输入m、n、k三个数据，输出从小到大的三个数据，即输出Min、Med、Max。排序比较器输入的三个数据m、n、k，是根据图I中的编号I、对应输入编号所在的数据，图2中的CMP (1、4、7)表示输入图I中模板窗第一列的三个数据，即编号1、4、7所在位置的数据。图2中的第一行，三个排序比较器CMP (m、n、k)完成的功能是，对每一列的数据进行从小到大排序；图2中的第二行，三个排序比较器CMP (m、n、k)完成的功能是，对列排序后的模板窗再进行行排序；图2中的第三行，排序比较器CMP (m、n、k)是对第二行输出的模板窗的主对角线元素求其中值，这个中值就是中值滤波所要获得的结果。需要说明的是，模板窗矩阵也可以先对行元素同时排序，后对列元素同时排序，最后对对角线上的元素排序获得中值。依据专利文献CN102413347A记载的基于DIBR的匹配误差校正方法，在进行中值滤波前，要对模板窗矩阵中空洞点进行处理，如果空洞点个数小于预设值，才进行中值滤波，否则不处理，直接输出原视差图像数据。当视差图中某一点的值为-128时，对应的目标图像中的点我们称其为空洞点。如果一个模板窗中的空洞点的个数大于等于预设值，则不进行中值滤波排序，以防止将原来的非空洞点变成空洞。中值滤波后获得视差图像中值a，要进行越界判断。即检查视差坐标在参考图像上的匹配点是否在参考图像内，若是，将输入进来的参考图像像素拷贝到对应的目标图像上；若不是，则舍弃中值a，保留模板窗中原来点的视差值，同时不拷贝参考图像。由于模板窗矩阵所求出的中值是模板窗口中心位置点的校正值，那么对于图像的边缘行，即第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视差图的中值滤波匹配误差校正方法，其特征在于包括以下步骤：首先对模板窗矩阵的列或行元素同时排序；再对排序后矩阵的行或列元素同时排序，最后对对角线上的元素排序，获得中值。

【技术特征摘要】
1.一种视差图的中值滤波匹配误差校正方法，其特征在于包括以下步骤 首先对模板窗矩阵的列或行元素同时排序；再对排序后矩阵的行或列元素同时排序，最后对对角线上的元素排序，获得中值。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于在中值滤波之前，选择模板窗的空洞点个数小于预设值进行中值滤波，空洞点个数/7大于或等于预设值不作处理，直接输出原视差图像数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于在获得视差图中值后，检查视差坐标在参考图像上的匹配点是否在参考图像内，若是，将输入进来的参考图像像素拷贝到对应的目标图像上；若不是，则舍弃中值a，保留模板窗中原来点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘然，谭伟敏，谢辉，田逢春，谭迎春，李博乐，邰国钦，郭平，葛亮，黄扬帆，甘平，周庆，陈恒鑫，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：