[发明专利]基于控制点修正的多视角图像亮度校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对多视角图像间的亮度不一致性进行校正的方法，具体来 说，涉及一种以控制点为约束，对直方图匹配结果进行修正，从而提高亮度校 正准确性的一种方法。

背景技术

多视角图像在计算机视觉及视频编码中具有广泛应用，如可以利用多视角 图像进行三维结构的恢复，以及进行立体视频编码等。在这些应用中，都需要 对多视角图像进行相关匹配以恢复三维，而匹配的前提是存在一个基本假设： 场景中的三维点成像在多视角图像中，各个像点的亮度值是相同的。立体视觉 中的块匹配即是以这一假设作为基础进行基于像素亮度值的相似性/非相似性度 量。

多视角图像的获取一般可由同一时刻的多个相机或者由单个相机在不同时 刻拍摄而得，由于视角的不同或者相机参数的差异都会最终导致所获取的多视 角图像中同名点像素亮度值不一致，必须在进一步处理前进行校正。

为了消除多视角图像的亮度差异，人们提出了各种了亮度校正算法。常用 的图像亮度校正方法有亮度变换和亮度直方图处理二种，其中亮度变换的原理 是使用简化的光照成像模型来建立原始图像和目标图像之间的逐点变换关系， 如常用的线性模型：

                I_L＝βI_R+α

上式中，I_L和I_R分别是左右图像对应点的亮度值，α为一个总体加法因子， β为总体乘法因子。

然而研究表明，简单的线性模型过于理想化，并不足以表征其间的亮度差 异。影响图像对之间亮度差异的因素往往是多种非线性因子的综合，可表示为 一个任意的非线性单调递增函数。如果能够建立从图像A亮度值到图像B亮度 值的映射，则亮度差异就能通过两幅图像之间的直方图匹配予以消除。由于这 种基于直方图的处理方法不需要建立简化的相机成像模型，因此能够校正任意 类型的亮度差异。

目前，在基于直方图的亮度修正方法的研究中，大多都采用直方图匹配来 求取映射函数。这种方法的有效使用必须满足一个假设：不同视角的图像中， 场景内容是相同的，直方图形状不同只是由于亮度的压缩和扩张效应引起。由 于多视角图像总是存在视角的差异，当这种差异不明显时，这一假设可以基本 满足，但如果视角差异比较大，则多视角图像中的内容也会存在较大的差别， 那么在具有不同场景内容的图像直方图之间进行匹配就变得毫无根据了。

发明内容

本发明的目的是针对现有的基于直方图匹配的亮度校正方法的不足，提供 一种基于控制点修正的多视角图像亮度校正方法。考虑到多视角图像间普遍存 在的场景内容差异，从图像的SIFT特征点匹配来准确获取二幅多视角图像间的 亮度对应关系，作为控制点对直方图动态规划匹配进行修正，从而使亮度校正 的结果更为合理和准确。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于控制点修正的多视角图像亮度校方法，该方法包括以下步骤：

(1)对输入的二幅多视角图像统计亮度直方图；

(2)提取二幅多视角图像的SIFT特征点并进行匹配，得到初始匹配点对；

(3)利用SIFT特征的匹配结果，生成控制点；

(4)以步骤(3)得到的控制点为约束，对由步骤(1)得到的亮度直方图进行 动态规划匹配；

(5)根据步骤(4)的匹配结果，生成亮度校正函数，对多视角图像间的亮度 不一致性进行校正。

进一步地，所述步骤(1)中，通过下面二式分别对待校正图像A和参考图 像B分别统计亮度直方图，记为h_i^A和h_j^B：