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待處理的圖像對中各像素點的視差信息，以進一步獲取匹配圖像的全局深度信息，在計算機視覺和圖像編碼領(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80年代美國麻省理工學(xué)院的Marr教授提出的一種視覺計算理論，即從兩個視點觀察同一景物以獲取立體圖像對，匹配出相應(yīng)的像素點，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病態(tài)問題，存在著匹配歧義性，另外在匹配精度和準確性上也存在著兩大難題:遮擋和少紋理區(qū)域的估計問題?，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，但卻容易忽略許多細節(jié)信息，并且具有很高的計算復(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單一算法，這樣就大大限制了它們在實際工程領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。目前，也有人提出了同時結(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，再對視差值按區(qū)域使用最小二乘法做簡單平面擬合，得到可靠性相對高的平面模板，最后在全局優(yōu)化的基礎(chǔ)上對平面模板進行優(yōu)化。這種方法中初始視差值比較粗糙，會出現(xiàn)大量的誤匹配，而且提出的平面擬合算法相對簡單，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.以第一視點圖片的像素點的坐標為變量，第一視點圖片的像素點相對于第二視點圖片的視差值為因變量，確定第一視點圖片的視差點圖；B.將第一視點圖片分隔成多個顏色區(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)每個顏色區(qū)域相對于第二視點圖片的視差點圖，通過三維hough變換確定對應(yīng)于該顏色區(qū)域的第一初始視差平面d=mx+ny+c的三個參數(shù)m、 η和c,其中x和y表示第一視點圖片中像素點的坐標；D.計算每個顏色區(qū)域S中像素點的視差相對于對應(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.以第一視點圖片的像素點的坐標為變量，第一視點圖片的像素點相對于第二視點圖片的視差值為因變量，確定第一視點圖片的視差點圖； B.將第一視點圖片分隔成多個顏色區(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)每個顏色區(qū)域相對于第二視點圖片的視差點圖，通過三維hough變換確定對應(yīng)于該顏色區(qū)域的第一初始視差平面d=mx+ny+c的三個參數(shù)m、η和c,其中x和y表示第一視點圖片中像素點的坐標； D.計算每個顏色區(qū)域S中像素點的視差相對于對應(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)的視差點圖中，選取三個視差點并計算出這三個視差點對應(yīng)的視差平面； F2.計算Fl步驟中視差點圖的其余視差點與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，則將對應(yīng)的視差點記為內(nèi)點； F3.選取步驟F2中對應(yīng)內(nèi)點最多的視差平面，以該視差平面的所有內(nèi)點根據(jù)特征值算法重新確定對應(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: 若某個顏色區(qū)域通過步驟Fl至F3確定得到多個對應(yīng)的視差平面，對其中任意兩個視差平面 d^m^+n^+C!和 d2=m2x+n2y+c2: 若Wlm1-Hi21+Hln1-1i21+ I C1-C21小于閾值，則將該兩個視差平面合并成一個視差平面； 其中,Hipn1和C1是確定視差平面Cl1位置的二個參數(shù)，m2、n2和C2是確定視差平面d2位置的三個參數(shù)，W表示與像素點坐標X對應(yīng)的第一視點圖片的寬度，H表示與像素點坐標y對應(yīng)的第一視點圖片的高度。
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圖片的視差點圖: Al.對第一視點圖片的像素點P，在作為參考的第二視點圖片中選取若干個待匹配像素點pd A2.分別計算像素點Pd與待匹配像素點[之間的匹配代價: 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: 對于第一視點圖片的一個像素點P，其相對于第二視點圖片的視差值為第一視差值Cl1,該像素點P經(jīng)過該視差值Cl1的平移后在第二視點圖片相對應(yīng)的像素點為P'，像素點P'相對于第一視點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的差的絕對值大于設(shè)定視差閾值，則在像素點P的左邊或右邊找到最近的一個像素點P1，其相對于第二視點圖片的視差值為d' i，像素點P1經(jīng)過該視差值d' I的平移后在第二視點圖片相對應(yīng)的像素點為P' i，像素點P' i相對于第一視點圖片的視差值為d' r，且視差值d':與視差值d, ^的差的絕對值小于設(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P的相對于第二視點圖片的視差值。
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，用于選擇其中一個初始的視差平面分配給第一視點圖片的各個顏色區(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.確定第一視點圖片的視差點圖；B.將第一視點圖片分隔成多個顏色區(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)每個顏色區(qū)域相對于第二視點圖片的視差點圖，通過三維hough變換確定對應(yīng)于該顏色區(qū)域的第一初始視差平面三個參數(shù)m、n和c；D.計算每個顏色區(qū)域S中像素點的視差相對于對應(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，從而使得整個立體匹配算法最終得到的視差圖更加精確。
文檔編號G06T7/00GK103106651SQ20121024576
公開日2013年5月15日 申請日期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 申請人:清華大學(xué)深圳研究生院