[发明专利]在左图像与右图像之间估计视差的设备和方法

权利要求书

1.一种在左图像与右图像之间估计视差的设备，包括：

特征点提取单元，用于提取左图像和右图像中的特征点，确定分别位于左图像与右图像中且相互匹配的成对特征点，并计算匹配特征点之间的位置矢量；

区域划分单元，用于基于颜色相似程度将左图像划分为多个区域；

匹配代价计算单元，用于计算左图像中的像素与右图像中的特定范围内的各个像素进行匹配的匹配代价函数；以及

视差产生单元，用于在特征点较多的多纹理区域中，基于各个特征点的位置矢量和匹配代价函数得到所述特征点的视差值，对所述视差值进行二维平面拟合，以获得多纹理区域中全部像素的视差值；并基于多纹理区域中像素的视差值来确定其它剩余区域的视差值。

2.如权利要求1所述的设备，其中，特征点提取单元、区域划分单元和匹配代价计算单元以并行方式进行操作。

3.如权利要求1所述的设备，其中，特征点提取单元提取的特征点为SURF特征点或SIFT特征点。

4.如权利要求1所述的设备，其中，对于左图像中的任一特征点，特征点提取单元将右图像中与所述特征点之间的特征矢量距离最短的一特征点确定为匹配的特征点。

5.如权利要求4所述的设备，其中，特征点提取单元依据以下约束条件中的至少一个对确定的成对匹配特征点进行筛选：

A、匹配的成对特征点之间的特征矢量距离需要小于或等于一定特征矢量距离阈值；

B、匹配的成对特征点之间的位置矢量大小需要小于或等于一定位置矢量大小阈值；

C、匹配的成对特征点之间的位置矢量的方向角需要小于或等于一定位置矢量方向角阈值。

6.如权利要求1所述的设备，其中，区域划分单元基于颜色相似程度将左图像首先粗略地划分为多个区域，再依次对各个区域进行进一步的细分。

7.如权利要求6所述的设备，其中，区域划分单元保存最终划分结果以及中间划分结果。

8.如权利要求1所述的设备，其中，匹配代价计算单元基于经验值或实验值来设置右图像中的所述特定范围。

9.如权利要求1所述的设备，其中，匹配代价计算单元将左图像中的像素与右图像中的像素之间的匹配代价函数表示为：这两个像素的多个对应邻域之间的相似性距离的加权平均值。

10.如权利要求9所述的设备，其中，所述相似性距离为基于邻域颜色直方图的EMD距离。

11.如权利要求1所述的设备，其中，对于多纹理区域中的任一特征点，视差产生单元将该任一特征点的匹配特征点及匹配特征点周围的多个像素点代入所述任一特征点的匹配代价函数，对于得到的多个匹配代价值进行二次多项式拟合，拟合后的曲线的最小值所对应的与所述任一特征点之间的位置矢量被确定为视差值。

12.如权利要求7所述的设备，其中，视差产生单元基于中间划分结果相应的区域进行二维平面拟合。

13.如权利要求1所述的设备，其中，当视差产生单元确定其它剩余区域的视差值时，视差产生单元将待确定区域周围的多纹理区域的视差平均值赋予所述待确定区域，作为其视差值。

14.如权利要求1所述的设备，其中，视差产生单元对产生的左图像的所有视差进行平滑处理。

15.如权利要求7所述的设备，其中，视差产生单元基于最终划分结果或中间划分结果对产生的左图像的所有视差进行平滑处理。

16.如权利要求14或15所述的设备，其中，使用Bilateral滤波器来进行所述平滑处理。