專利名稱：一種基于三維hough變換的獲取視差平面的方法
一種基于三維hough變換的獲取視差平面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于三維hough變換的獲取視差平面的方法。
背景技術(shù)：
立體匹配算法用于估計(jì)待處理的圖像對(duì)中各像素點(diǎn)的視差信息，以進(jìn)一步獲取匹配圖像的全局深度信息，在計(jì)算機(jī)視覺和圖像編碼領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。立體匹配算法的發(fā)展是基于20世紀(jì)80年代美國(guó)麻省理工學(xué)院的Marr教授提出的一種視覺計(jì)算理論，即從兩個(gè)視點(diǎn)觀察同一景物以獲取立體圖像對(duì)，匹配出相應(yīng)的像素點(diǎn)，獲得其中包含的視差和深度信息。而立體匹配算法本身是一個(gè)病態(tài)問題，存在著匹配歧義性，另外在匹配精度和準(zhǔn)確性上也存在著兩大難題:遮擋和少紋理區(qū)域的估計(jì)問題?，F(xiàn)在立體匹配算法大體可分為基于局部和基于全局兩大類?；诰植康牧Ⅲw匹配算法如自適應(yīng)相關(guān)法，它的優(yōu)點(diǎn)是快速，復(fù)雜度低，容易恢復(fù)出高紋理區(qū)域的視差，但是在低紋理區(qū)域會(huì)造成大量的誤匹配；而基于全局的立體匹配算法，如基于圖割的立體匹配算法和基于置信度傳播的立體匹配算法，雖然能夠找到全局最優(yōu)的匹配點(diǎn)，但卻容易忽略許多細(xì)節(jié)信息，并且具有很高的計(jì)算復(fù)雜度；以往算法大多數(shù)只是利用以上介紹的兩大類算法中的某一個(gè)單一算法，這樣就大大限制了它們?cè)趯?shí)際工程領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。目前，也有人提出了同時(shí)結(jié)合基于區(qū)域的匹配和基于全局的優(yōu)化的立體匹配算法。例如，先對(duì)圖像做圖像分割，按基于區(qū)域的匹配算法獲得初始視差值，再對(duì)視差值按區(qū)域使用最小二乘法做簡(jiǎn)單平面擬合，得到可靠性相對(duì)高的平面模板，最后在全局優(yōu)化的基礎(chǔ)上對(duì)平面模板進(jìn)行優(yōu)化。這種方法中初始視差值比較粗糙，會(huì)出現(xiàn)大量的誤匹配，而且提出的平面擬合算法相對(duì)簡(jiǎn)單，但是后續(xù)優(yōu)化步驟的效果有很大程度上依賴于初始視差信息的準(zhǔn)確性和平面模板的精確度。這種方法中得到的最終視差圖會(huì)出現(xiàn)很大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容為了使視差平面模板更加精確，本發(fā)明提供了一種基于三維hough變換的獲取視差平面的方法。一種基于三維hough變換的獲取視差平面的方法，包括如下步驟:A.以第一視點(diǎn)圖片的像素點(diǎn)的坐標(biāo)為變量，第一視點(diǎn)圖片的像素點(diǎn)相對(duì)于第二視點(diǎn)圖片的視差值為因變量，確定第一視點(diǎn)圖片的視差點(diǎn)圖；B.將第一視點(diǎn)圖片分隔成多個(gè)顏色區(qū)域S，使相鄰的顏色區(qū)域的顏色差值大于設(shè)定顏色差；C.根據(jù)每個(gè)顏色區(qū)域相對(duì)于第二視點(diǎn)圖片的視差點(diǎn)圖，通過三維hough變換確定對(duì)應(yīng)于該顏色區(qū)域的第一初始視差平面d=mx+ny+c的三個(gè)參數(shù)m、 η和c,其中x和y表示第一視點(diǎn)圖片中像素點(diǎn)的坐標(biāo)；D.計(jì)算每個(gè)顏色區(qū)域S中像素點(diǎn)的視差相對(duì)于對(duì)應(yīng)第一初始視差平面的誤差err:
權(quán)利要求
1.一種基于三維hough變換的獲取視差平面的方法，其特征是，包括如下步驟: A.以第一視點(diǎn)圖片的像素點(diǎn)的坐標(biāo)為變量，第一視點(diǎn)圖片的像素點(diǎn)相對(duì)于第二視點(diǎn)圖片的視差值為因變量，確定第一視點(diǎn)圖片的視差點(diǎn)圖； B.將第一視點(diǎn)圖片分隔成多個(gè)顏色區(qū)域S，使相鄰的顏色區(qū)域的顏色差值大于設(shè)定顏色差； C.根據(jù)每個(gè)顏色區(qū)域相對(duì)于第二視點(diǎn)圖片的視差點(diǎn)圖，通過三維hough變換確定對(duì)應(yīng)于該顏色區(qū)域的第一初始視差平面d=mx+ny+c的三個(gè)參數(shù)m、η和c,其中x和y表示第一視點(diǎn)圖片中像素點(diǎn)的坐標(biāo)； D.計(jì)算每個(gè)顏色區(qū)域S中像素點(diǎn)的視差相對(duì)于對(duì)應(yīng)第一初始視差平面的誤差err:
2.如權(quán)利要求1所述的基于三維hough變換的獲取視差平面的方法，其特征是，還包括如下步驟: 若步驟D中誤差err大于設(shè)定閾值，則: Fl.在該顏色區(qū)域?qū)?yīng)的視差點(diǎn)圖中，選取三個(gè)視差點(diǎn)并計(jì)算出這三個(gè)視差點(diǎn)對(duì)應(yīng)的視差平面； F2.計(jì)算Fl步驟中視差點(diǎn)圖的其余視差點(diǎn)與Fl步驟中確定的視差平面之間的距離，若距離小于設(shè)定閾值，則將對(duì)應(yīng)的視差點(diǎn)記為內(nèi)點(diǎn)； F3.選取步驟F2中對(duì)應(yīng)內(nèi)點(diǎn)最多的視差平面，以該視差平面的所有內(nèi)點(diǎn)根據(jù)特征值算法重新確定對(duì)應(yīng)顏色區(qū)域的初始的視差平面。
3.如權(quán)利要求2所述的基于三維hough變換的獲取視差平面的方法，其特征是，還包括如下步驟: 若某個(gè)顏色區(qū)域通過步驟Fl至F3確定得到多個(gè)對(duì)應(yīng)的視差平面，對(duì)其中任意兩個(gè)視差平面 d^m^+n^+C!和 d2=m2x+n2y+c2: 若Wlm1-Hi21+Hln1-1i21+ I C1-C21小于閾值，則將該兩個(gè)視差平面合并成一個(gè)視差平面； 其中,Hipn1和C1是確定視差平面Cl1位置的二個(gè)參數(shù)，m2、n2和C2是確定視差平面d2位置的三個(gè)參數(shù)，W表示與像素點(diǎn)坐標(biāo)X對(duì)應(yīng)的第一視點(diǎn)圖片的寬度，H表示與像素點(diǎn)坐標(biāo)y對(duì)應(yīng)的第一視點(diǎn)圖片的高度。
4.如權(quán)利要求3所述的基于三維hough變換的獲取視差平面的方法，其特征是，通過如下步驟獲取第一視點(diǎn)圖片的視差點(diǎn)圖: Al.對(duì)第一視點(diǎn)圖片的像素點(diǎn)P，在作為參考的第二視點(diǎn)圖片中選取若干個(gè)待匹配像素點(diǎn)pd A2.分別計(jì)算像素點(diǎn)Pd與待匹配像素點(diǎn)[之間的匹配代價(jià): C(P)Pd) =
5.如權(quán)利要求1所述的基于三維hough變換的獲取視差平面的方法，其特征是，還包括如下步驟: 對(duì)于第一視點(diǎn)圖片的一個(gè)像素點(diǎn)P，其相對(duì)于第二視點(diǎn)圖片的視差值為第一視差值Cl1,該像素點(diǎn)P經(jīng)過該視差值Cl1的平移后在第二視點(diǎn)圖片相對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)為P'，像素點(diǎn)P'相對(duì)于第一視點(diǎn)圖片的視差值為第二視差值4，若第一視差值Cl1與第二視差值4的差的絕對(duì)值大于設(shè)定視差閾值，則在像素點(diǎn)P的左邊或右邊找到最近的一個(gè)像素點(diǎn)P1，其相對(duì)于第二視點(diǎn)圖片的視差值為d' i，像素點(diǎn)P1經(jīng)過該視差值d' I的平移后在第二視點(diǎn)圖片相對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)為P' i，像素點(diǎn)P' i相對(duì)于第一視點(diǎn)圖片的視差值為d' r，且視差值d':與視差值d, ^的差的絕對(duì)值小于設(shè)定視差閾值，再將視差值d, 1和視差值d, ^較小者作為像素點(diǎn)P的相對(duì)于第二視點(diǎn)圖片的視差值。
6.如權(quán)利要求1所述的基于三維hough變換的獲取視差平面的方法，其特征是，還包括視差平面模板分配步驟，用于選擇其中一個(gè)初始的視差平面分配給第一視點(diǎn)圖片的各個(gè)顏色區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于三維hough變換的獲取視差平面的方法，包括如下步驟A.確定第一視點(diǎn)圖片的視差點(diǎn)圖；B.將第一視點(diǎn)圖片分隔成多個(gè)顏色區(qū)域S，使相鄰的顏色區(qū)域的顏色差值大于設(shè)定顏色差；C.根據(jù)每個(gè)顏色區(qū)域相對(duì)于第二視點(diǎn)圖片的視差點(diǎn)圖，通過三維hough變換確定對(duì)應(yīng)于該顏色區(qū)域的第一初始視差平面三個(gè)參數(shù)m、n和c；D.計(jì)算每個(gè)顏色區(qū)域S中像素點(diǎn)的視差相對(duì)于對(duì)應(yīng)第一初始視差平面的誤差err；E.若誤差err小于設(shè)定閾值，則將該第一初始視差平面作為初始的視差平面。使用三維Hough變換并結(jié)合RANSAC算法，既減少了擬合環(huán)節(jié)的計(jì)算量，也大大提升了視差平面參數(shù)的精確性和魯棒性，從而使得整個(gè)立體匹配算法最終得到的視差圖更加精確。
文檔編號(hào)G06T7/00GK103106651SQ20121024576
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者王好謙, 吳畏, 戴瓊海 申請(qǐng)人:清華大學(xué)深圳研究生院