[发明专利]基于图像边缘的自适应窗口和权重的立体匹配算法

摘要

本发明公开了一种基于图像边缘的自适应窗口和权重的立体匹配算法，该算法首先利用图像边缘信息快速、动态地选取支持窗口尺寸；然后根据匹配价值随邻域点至窗口中心几何距离的变化特性，提出符合概率曲线的权重模型；最后结合色彩相似性约束，以加权的颜色距离累加和为相似度量，逐点计算视差，获得稠密视差图。本发明算法能够有效降低匹配噪声，提高边缘区域和低纹理区域的匹配精度，实现快速高效的立体匹配。

主权项

1.一种基于图像边缘的自适应窗口和权重的立体匹配算法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一：使用Canny算子对基准图像求取边缘； 步骤二：步骤二，逐点检测，根据是否为边缘以及边缘强弱的不同，分配不同的邻域窗口尺寸，选取三种邻域窗口尺寸M、N、O（M>N>O）；然后检测图像边缘，以此为判定依据，若窗口中心在强边缘上，则设置支持窗口尺寸为O，若窗口中心在弱边缘上，则设置窗口尺寸为N，否则设置窗口尺寸为M；根据邻域点至窗口中心的几何距离分配权重的模型，如式(1)所示， 式中，(i,j)为邻域点在窗口中的坐标，是该点至窗口中心的几何距离，a、s和ω为权重调节因子：a为幅值调节因子，ω为指数衰减速度调节因子，ω越大特征曲线越平滑；s为峰度调节因子，s越大特征曲线越窄，s和ω共同作用，控制核心区的范围和权重系数； 步骤三，计算邻域窗口矩阵内每对对应元素的颜色距离，并以截断阈值加以约束，颜色距离cw表达式如式(2)所示， 式中，(r₁,g₁,b₁)(r₂,g₂,b₂)分别是为两点的RGB三通道亮度值，(x₁,y₁),(x₂,y₂)是对应元素的坐标； 步骤四，将邻域窗口矩阵内对应的颜色距离与距离权重相乘并累加，以限定视差范围内累加和最小时为最优解，即该点视差，跳至步骤二，进行下一点匹配，直至完成整幅图像匹配，绘制视差图。