[发明专利]适用于双视点视频的视差估计快速算法

说明书

技术领域

本发明属于立体图像处理领域，具体涉及一种适用于双视点视频的视差估计快速算法。

背景技术

视差估计是立体视频压缩图像编码中的一项关键技术，它通过寻找左右两通道的图像对之间的相关性，消除图像间空域上的冗余，从而达到高效压缩编码的目的。目前，压缩编码的研究主要致力于编码速度与编码准确度两个方面。在提高编码速度方面，极线校正算法利用极线约束对左右通道内的视频序列图像进行了极线校正，在视差估计的时候不再采用与运动估计相同的算法进行匹配块的搜索，而是在搜索范围内进行极线方向上的匹配块搜索。这种方法极大的限制了视差估计的搜索范围，使搜索范围从二维降至一维，从而极大的提高了编码速度。然而这种方法存在两点不足：

1.编码之前需要对摄像机进行标定，然后根据极几何关系确定左右通道视频图像的极线。进行极线校正比较繁琐，且在摄像机参数经常变动的情况下，要进行编码必须对摄像机重新进行标定，实施起来很不方便。

2.在拍摄三维场景距离摄像机较远时，同一时刻，不同通道内的视频图像垂直方向上的视差很小，在这种情况下仍然采用寻找极线的方法进行搜索意义不是很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有视察估计方法针对不同的摄像机使用时操作麻烦，提供这一种适用于双视点视频的视差估计快速算法，可以便捷的应用于不同的摄像机系统，

本发明的技术方案是以下述方式实现的：一种适用于双视点视频的视差估计快速算法，是按照下述步骤进行的：

步骤a、在搜索范围内，以起始搜索点为中心进行“一”字形搜索，搜索到匹配误差最小的点为最佳点a；

步骤b、以a点为中心进行扩展多边形搜索，直到得到b点匹配误差值小于周边各点，此步搜索结束；

步骤c，以b点为中心进行扩展小菱形搜索，直到c点的匹配误差值小于周边四点，此步搜索结束，最终得到最佳搜索点，其对应的块即为最佳匹配块。

所述步骤b中的多边形为五边形或者六边形。

对于平行摄像机系统，通过第一步的“一”字形搜索以及第二步的一次多边形搜索就可以搜索到最佳匹配块；对于会聚摄像机系统，由于其对极线不在同一水平线上，可以通过后两步的搜索来进行垂直方向上的搜索来确定最佳匹配块。与现有的技术相比，本发明所采用的方法极大的限制了视差估计的搜索范围，能够在保证图像质量与压缩效率基本不变的前提下，有效的缩短编码时间，提高编码效率；同时，由于本发明不再采用对极线校正，所以不会出现对极线校正算法出现的问题。

附图的说明

图1为平行摄像机系统的视差矢量图。

图2为会聚摄像机系统的视差矢量图。

图3为本发明最佳匹配块的搜索方法示意图。

具体实施方式

一种适用于双视点视频的视差估计快速算法，其特征在于是按照下述步骤进行的：

步骤a、在搜索范围内，以起始搜索点为中心进行“一”字形搜索，搜索到匹配误差最小的点为最佳点a；

步骤b、以a点为中心进行扩展多边形搜索，直到得到b点匹配误差值小于周边各点，此步搜索结束，所示多变形为五边形或者六边形或者其他形状；

步骤c，以b点为中心进行扩展小菱形搜索，直到c点的匹配误差值小于周边四点，此步搜索结束，最终得到最佳搜索点，其对应的块即为最佳匹配块。

如图1和图2所示，假设左图像中的一点m_l(x_l，y_l)，其在右图像中的对应匹配点为m_r(x_r，y_r)，则连接从m_l到m_r的矢量称为视差矢量(d_x，d_y)，其水平分量d_x＝x_l-x_r，其垂直分量d_y＝y_l-y_r，视差矢量描述在左右图像中对应匹配点的相对位移。对于平行摄像机系统，其左右通道内的图像极线在同一水平线上，其视差矢量处在沿极线的水平方向，垂直方向无视差矢量；对于会聚摄像机系统，其左右通道内的图像极线不在同一水平线上，对应的视差矢量沿水平方向向垂直方向有一个较小角度的偏转。

本发明根据不同摄像机系统下视差矢量的特点，对于左右通道内视频图像的视差估计部分，采用如下的算法进行最佳匹配块的搜索，如图3所示，分三步完成。