双目视觉的立体匹配算法研究进展 被引量：29

1

作者 赵晨园 李文新 张庆熙 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2020年第7期1104-1113,共10页

双目立体视觉技术具有成本低、适用性广的优点,在物体识别、目标检测等方面应用广泛,成为计算机视觉领域的研究热点。立体匹配是双目立体视觉技术中的核心算法,对实现物体三维重建具有重要作用。在分析局部、全局、半全局和基于深度学... 双目立体视觉技术具有成本低、适用性广的优点,在物体识别、目标检测等方面应用广泛,成为计算机视觉领域的研究热点。立体匹配是双目立体视觉技术中的核心算法,对实现物体三维重建具有重要作用。在分析局部、全局、半全局和基于深度学习的立体匹配算法研究现状的基础上,阐述了匹配代价、代价聚合、视差计算/优化、视差校正在立体匹配算法中的实际应用,总结及展望了立体匹配算法的发展趋势。立体匹配算法将着重解决无、弱纹理区域误匹配问题,深度学习算法用于立体匹配具有精度高的优点,是未来发展趋势,匹配算法将向高精度、实时性方向发展,为双目视觉技术中立体匹配算法的发展提供思路与参考。 展开更多

关键词 双目立体视觉 立体匹配 局部立体匹配 全局立体匹配 半全局立体匹配 深度学习

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结合加速鲁棒特征的遥感影像半全局立体匹配 被引量：12

2

作者 王阳萍 秦安娜 +1 位作者 郝旗 党建武 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第16期157-165,共9页

针对遥感影像半全局立体匹配(SGM)对噪声敏感及在视差不连续和弱纹理区域产生条纹导致匹配率低的问题,提出一种结合加速鲁棒特征(SURF)的遥感影像SGM算法。首先,用SURF计算遥感影像的特征匹配点和特征点主方向,并用快速最近邻搜索算法... 针对遥感影像半全局立体匹配(SGM)对噪声敏感及在视差不连续和弱纹理区域产生条纹导致匹配率低的问题,提出一种结合加速鲁棒特征(SURF)的遥感影像SGM算法。首先,用SURF计算遥感影像的特征匹配点和特征点主方向,并用快速最近邻搜索算法剔除错误的匹配点;然后,用Census变换计算两幅遥感影像的匹配代价,用特征点主方向来调整SGM算法在不同聚合路径方向上的路径权重;最后,用改进的加权联合双边滤波(WJBF)方法进行视差精化,以去除视差图中的噪声和条纹。在WorldView、IKONOS、高景一号遥感影像数据集上进行实验,结果表明,所提算法无论在主观视觉还是客观评价指标上都优于对比算法,有效解决了弱纹理和视差不连续区域中的条纹和噪声,提高了立体匹配精度。 展开更多

关键词 遥感 遥感影像 半全局立体匹配 加速鲁棒特征 Census变换 视差精化

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基于Census变换和多扫描线优化的半全局立体匹配算法 被引量：5

3

作者 朱荣华 葛广英 +2 位作者 张广世 申哲 孙群 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期978-984,共7页

为了解决局部匹配算法误匹配率高的问题,提出一种基于AD-Census变换和多扫描线优化的半全局匹配算法。首先,通过绝对差AD算法与Census变换相结合作为相似性度量函数计算初始匹配代价,并构建动态交叉域聚合匹配代价;然后在代价聚合计算阶... 为了解决局部匹配算法误匹配率高的问题,提出一种基于AD-Census变换和多扫描线优化的半全局匹配算法。首先,通过绝对差AD算法与Census变换相结合作为相似性度量函数计算初始匹配代价,并构建动态交叉域聚合匹配代价;然后在代价聚合计算阶段,将一维动态规划的代价聚合推广到多扫描线优化,利用上下左右四个方向逐次扫描进行匹配代价聚合的计算,并引入正则化约束以确保匹配代价聚合的一致性,大大减少初始代价中的匹配异常点;最后,运用简单高效的胜者为王策略选出像素点在代价聚合最小时对应的视差,并在视差细化阶段,采用左右一致性检测和抛物线拟合方法进行后续处理以提高立体匹配的正确率。实验结果证明,该算法可获得高匹配率的视差图并且耗时较少。 展开更多

关键词 半全局立体匹配 AD-Census变换 匹配代价 动态交叉域 正则化 多扫描线优化 视差图

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顾及图像分割信息的半全局立体匹配算法研究 被引量：4

4

作者 李聪聪 方勇 +1 位作者 王芮 王振磊 《电子测量技术》 北大核心 2022年第5期140-145,共6页

针对传统半全局立体匹配算法(SGM)在高分辨率图像弱纹理以及视差不连续区域的误匹配问题,提出了一种顾及图像分割信息的SGM算法。该算法在代价计算阶段,首先根据图像分割信息自适应调整匹配窗口大小,采用不同状态信息的改进Census变换... 针对传统半全局立体匹配算法(SGM)在高分辨率图像弱纹理以及视差不连续区域的误匹配问题,提出了一种顾及图像分割信息的SGM算法。该算法在代价计算阶段,首先根据图像分割信息自适应调整匹配窗口大小,采用不同状态信息的改进Census变换计算初始代价,解决传统算法对Census变换窗口中心像素依赖的同时减少了匹配时间;在代价聚合阶段,将图像分割信息与传统SGM算法的全局能量函数进行有机结合,提高算法在弱纹理以及深度不连续区域的匹配效果;最后通过左右一致性检测和子像素细化得到优化后的视差图。所提算法利用Middlebury平台标准数据进行验证,实验结果表明,平均误匹配率为4.54%,与传统SGM算法和一些改进算法相比,该算法能够在影像弱纹理和视差不连续区域获得更高匹配正确率。 展开更多

关键词 半全局立体匹配 图像分割 Census变换 全局能量函数 左右一致性检测

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多测度融合的立体匹配算法研究 被引量：4

5

作者 亢宇欣 谌贵辉 +1 位作者 邓宇 张军豪 《图学学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期711-717,共7页

针对多测度融合的立体匹配算法的测度选择问题,提出一种基于测度互补系数的测度选择方法。通过该方法选择多种测度进行融合作为匹配代价,并使用改进的半全局算法进行代价聚合,实现多测度融合的立体匹配算法。首先定义互补系数,通过互补... 针对多测度融合的立体匹配算法的测度选择问题,提出一种基于测度互补系数的测度选择方法。通过该方法选择多种测度进行融合作为匹配代价,并使用改进的半全局算法进行代价聚合,实现多测度融合的立体匹配算法。首先定义互补系数,通过互补系数选择多种相似性测度进行融合作为匹配代价;然后,针对半全局代价聚合使用随机初始化视差图导致立体匹配效果较差的问题,使用基于SURF特征得到的视差作为初始视差进行半全局代价聚合;最后计算视差并优化视差得到最终视差图。实验表明,使用该测度选择方法可以选择互补特征,结合改进的半全局代价聚合方法可以提高立体匹配效果。 展开更多

关键词 多测度融合 测度互补系数 半全局代价聚合 立体匹配

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一种顾及纹理特征的自适应密集匹配方法 被引量：2

6

作者 马东岭 毛力波 +1 位作者 吴鼎辉 石壮 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2022年第2期70-78,101,共10页

针对半全局立体匹配(SGM)算法对于弱纹理区域误匹配率较高的问题,该文提出了一种顾及纹理特征的自适应密集匹配方法,也是SGM算法与该文提出的一种跳过噪声点的区域增长自适应窗口匹配算法的结合。首先,以某一待匹配点为中心构建一个一... 针对半全局立体匹配(SGM)算法对于弱纹理区域误匹配率较高的问题,该文提出了一种顾及纹理特征的自适应密集匹配方法,也是SGM算法与该文提出的一种跳过噪声点的区域增长自适应窗口匹配算法的结合。首先,以某一待匹配点为中心构建一个一定大小的初始窗口。其次,计算窗口内其余各点与待匹配点灰度差的绝对值之和,根据该值的大小判断纹理丰富程度。然后,根据纹理的丰富程度自适应地选择匹配算法,对于纹理丰富区域,采用SGM算法进行匹配;对于弱纹理区域,则采用该文提出的一种跳过噪声点的区域增长自适应窗口匹配算法。最后,利用Middleburry网站提供的标准测试图像对进行试验分析,结果表明:该算法能在有效提高SGM算法在影像弱纹理区域的匹配精度的同时,降低程序运行的时间,且在一定范围内,图像弱纹理区域占比越大,效果越明显。 展开更多

关键词 半全局立体匹配 区域增长 自适应窗口 图像纹理 噪声点

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基于ZYNQ的半全局立体匹配算法设计与实现 被引量：1

7

作者 张鹏程 孙象然 《信息与电脑》 2022年第6期70-73,共4页

针对当前半全局立体匹配算法硬件架构消耗资源过大的问题,本文在保持精度的前提下,以减少硬件资源占用为目标,提出一种基于ZYNQ的低资源半全局立体匹配硬件实施架构。在Xilinx公司ZYNQ-7020芯片上的验证表明,在处理1024×768分辨率... 针对当前半全局立体匹配算法硬件架构消耗资源过大的问题,本文在保持精度的前提下,以减少硬件资源占用为目标,提出一种基于ZYNQ的低资源半全局立体匹配硬件实施架构。在Xilinx公司ZYNQ-7020芯片上的验证表明,在处理1024×768分辨率的图像时,资源消耗为33 577的查找表(LUTs)、35 387的触发器(Regs)、1.28MB的块随机存储器(Block Random Access Memory,BRAM)。相较于最新的研究工作,本文研究方法使查找表、触发器、BRAM的资源消耗分别下降了54%、25%以及77%。 展开更多

关键词 ZYNQ 立体视觉 半全局立体匹配

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基于双目视觉的目标完整点云获取方法 被引量：2

8

作者 李锦慧 吴烽云 +2 位作者 邹湘军 司徒伟明 陈明猷 《现代电子技术》 北大核心 2019年第4期112-116,共5页

快速获取复杂形状目标的完整三维点云,重构目标的三维模型是目前智能检测和机器人识别与定位的关键技术和难点。基于立体视觉,提出一种图像预处理和优化半全局立体匹配过程的方法。该方法设计了图像预处理算法,与半全局立体匹配和点云... 快速获取复杂形状目标的完整三维点云,重构目标的三维模型是目前智能检测和机器人识别与定位的关键技术和难点。基于立体视觉,提出一种图像预处理和优化半全局立体匹配过程的方法。该方法设计了图像预处理算法,与半全局立体匹配和点云配准算法配合使用,获取复杂形状目标完整的三维点云。搭建了硬件实验平台和旋转工作台,获取多角度下目标的左右图像对,在此平台上开发了一套基于双目视觉的点云获取系统,并以复杂形状的齿轮为实验对象对该系统进行测试。测试结果表明,该方法生成的物体三维点云效果良好,为目标三维重构提供方法和理论,实用性较强,并且系统运行速度快,算法处理过程可行。 展开更多

关键词 图像预处理 三维点云 双目视觉 半全局立体匹配 点云配准 复杂形状目标

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基于融合代价和自适应惩罚项系数的立体匹配

9

作者 邱建滨 郑茜颖 俞金玲 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第16期356-361,共6页

针对半全局立体匹配算法在视差不连续区域精度较低的问题,提出一种基于融合代价和自适应惩罚项系数的半全局立体匹配算法。在代价计算部分,提出一种融合代价计算方法,引入输入图像y方向的梯度,通过融合公式与输入图像x方向的梯度、绝对... 针对半全局立体匹配算法在视差不连续区域精度较低的问题,提出一种基于融合代价和自适应惩罚项系数的半全局立体匹配算法。在代价计算部分,提出一种融合代价计算方法,引入输入图像y方向的梯度,通过融合公式与输入图像x方向的梯度、绝对差以及Census变换结合形成代价计算数据项;在代价聚合部分,提出一种像素点分类机制,通过颜色和梯度双阈值将每个像素点分类,自适应地调整其惩罚项系数的大小;最后通过多步骤视差优化方法对初始视差图进行处理。实验结果表明,提出算法在视差不连续区域的平均误差降低1.1个百分点~12.8个百分点,在非遮挡和全部区域同样有一定的降低,该算法具有较高的匹配精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 机器视觉 半全局立体匹配 融合代价 像素点分类机制 自适应系数 引导图滤波

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半全局立体匹配算法的改进研究

10

作者 白创 许百灵 《机械与电子》 2022年第11期3-8,14,共7页

针对半全局立体匹配中单一Census精度不足且边缘区域视差效果较差的问题,提出一种基于颜色差信息BTCensus和加入分割约束的半全局匹配算法。首先该算法采用联合三通道BT算法和Census变换的计算方式实现代价计算,缓解重复纹理歧义并提高... 针对半全局立体匹配中单一Census精度不足且边缘区域视差效果较差的问题,提出一种基于颜色差信息BTCensus和加入分割约束的半全局匹配算法。首先该算法采用联合三通道BT算法和Census变换的计算方式实现代价计算,缓解重复纹理歧义并提高不连续区域匹配精度;同时将图像分割得到的场景信息作为约束对代价聚合函数进行改进,保证割块内部的纹理平滑,提高边界纹理区域的匹配精度;最后引入图像分割信息进行分步中值滤波,平滑视差图。实验表明,该算法在重复纹理区域、视差不连续区域和弱纹理区域都取得了较好的视差效果,可获得高匹配率的视差图。 展开更多

关键词 双目视觉 半全局立体匹配 Census变换 图像分割

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一种快速多视图立体匹配方法

11

作者 赵洪田 《现代计算机》 2018年第1期18-21,共4页

由于室外场景图像集具有规模巨大、尺度多变等特点,快速精准的多视图立体匹配受计算效率严重制约。为此,提出一种新的快速多视图立体匹配和优化方法。该方法首先基于Plane Sweep框架计算初始匹配代价;然后提出并行Semi-Global算法对匹... 由于室外场景图像集具有规模巨大、尺度多变等特点,快速精准的多视图立体匹配受计算效率严重制约。为此,提出一种新的快速多视图立体匹配和优化方法。该方法首先基于Plane Sweep框架计算初始匹配代价;然后提出并行Semi-Global算法对匹配代价优化计算深度图;最后使用GPU对图像滤波剔除噪声点。实验结果表明,该方法可高效生成用于三维重建的优质深度图。 展开更多

关键词 多视图立体匹配 PLANE SWEEP semi-global优化 GPU

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根据灰度值信息自适应窗口的半全局匹配 被引量：16

12

作者 黄超 赵华治 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2019年第8期1381-1390,共10页

目的立体匹配算法是立体视觉研究的关键点,算法的匹配精度和速度直接影响3维重建的效果。对于传统立体匹配算法来说,弱纹理区域、视差深度不连续区域和被遮挡区域的匹配精度依旧不理想,为此选择具有全局匹配算法和局部匹配算法部分优点... 目的立体匹配算法是立体视觉研究的关键点,算法的匹配精度和速度直接影响3维重建的效果。对于传统立体匹配算法来说,弱纹理区域、视差深度不连续区域和被遮挡区域的匹配精度依旧不理想,为此选择具有全局匹配算法和局部匹配算法部分优点、性能介于两种算法之间、且鲁棒性强的半全局立体匹配算法作为研究内容,提出自适应窗口与半全局立体匹配算法相结合的改进方向。方法以通过AD(absolute difference)算法求匹配代价的半全局立体匹配算法为基础,首先改变算法匹配代价的计算方式,研究窗口大小对算法性能的影响,然后加入自适应窗口算法,研究自适应窗口对算法性能的影响,最后对改进算法进行算法性能评价与比较。结果实验结果表明,匹配窗口的选择能够影响匹配算法性能、提高算法的适用范围,自适应窗口的加入能够提高算法匹配精度特别是深度不连续区域的匹配精度,并有效降低算法运行时间,对Cones测试图像集,改进的算法较改进前误匹配率在3个测试区域平均减少2. 29%;对于所有测试图像集,算法运行时间较加入自适应窗口前平均减少28. 5%。结论加入自适应窗口的半全局立体匹配算法具有更优的算法性能,能够根据应用场景调节算法匹配精度和匹配速度。 展开更多

关键词 计算机视觉 图像处理 立体匹配 自适应窗口 半全局匹配算法 绝对误差和(SAD)算法

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结合颜色信息的Census变换半全局立体匹配算法 被引量：14

13

作者 张晶 王竞雪 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2019年第12期147-152,共6页

针对传统单一Census变换未充分利用影像信息且精度不高的问题,该文提出了一种结合颜色信息的Census变换半全局立体匹配算法。该算法联合像素点间RGB颜色绝对差值与其Census变换值的匹配代价计算方法,采用八方向半全局视差获取方法获得... 针对传统单一Census变换未充分利用影像信息且精度不高的问题,该文提出了一种结合颜色信息的Census变换半全局立体匹配算法。该算法联合像素点间RGB颜色绝对差值与其Census变换值的匹配代价计算方法,采用八方向半全局视差获取方法获得初始稠密视差图。为进一步提高匹配精度,利用左右一致性交叉检测确定初始视差图中不稳定视差;采用基于均值偏移图像分割的视差优化算法对视差图中不稳定视差进行优化,获得最终视差图。选取4组middlebury立体图片库经典立体像对进行视差获取实验并检测。结果表明,本算法能够获得较高精度且可靠视差图,且在遮挡、视差不连续处的视差精度明显优于单一Census变换立体匹配算法及一些改进半全局立体匹配算法。 展开更多

关键词 Census变换 颜色绝对差值 半全局立体匹配 左右一致性检测 mean-shift图像分割

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一种改进的实时半全局立体匹配算法及硬件实现 被引量：7

14

作者 赵晨园 李文新 张庆熙 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期162-170,共9页

在基于现场可编程门阵列的实时立体匹配系统中,Census变换算法针对特定区域的误匹配率较高。为提高匹配精度,提出一种具有高并行性流水线结构的实时半全局立体匹配算法并进行硬件实现。将改进的Tanimoto距离和带权重4方向的梯度绝对值... 在基于现场可编程门阵列的实时立体匹配系统中,Census变换算法针对特定区域的误匹配率较高。为提高匹配精度,提出一种具有高并行性流水线结构的实时半全局立体匹配算法并进行硬件实现。将改进的Tanimoto距离和带权重4方向的梯度绝对值差进行组合,作为新的初始匹配代价。在代价聚合阶段采用4路径并行结构的SGM算法,在视差选择阶段采用赢家通吃策略,在视差校正阶段采用阈值检测算法代替传统左右一致性检验算法。实验结果表明,该算法能够有效提高弱纹理和边缘区域的区分度,减少对中心点的依赖,降低资源占用,其在Middleburry平台上的平均误匹配率仅为7.52%,在Xilinx Zynq-7000平台上的匹配速率达到98frame/s。 展开更多

关键词 现场可编程门阵列 立体匹配 Census变换 Tanimoto距离 实时半全局匹配

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基于Pynq的半全局立体匹配算法实现

15

作者 赵鑫 孟令军 刘威宏 《舰船电子工程》 2024年第2期40-44,共5页

立体匹配算法作为双目立体视觉技术的核心算法,具有运算复杂度高、资源占用率高、实时性差的特点。而现有的基于FPGA实现方法多采用高性能FPGA芯片,利用其板卡丰富的资源进行纯verilog语言开发。这样做虽然实时性效果不错,但存在开发难... 立体匹配算法作为双目立体视觉技术的核心算法,具有运算复杂度高、资源占用率高、实时性差的特点。而现有的基于FPGA实现方法多采用高性能FPGA芯片,利用其板卡丰富的资源进行纯verilog语言开发。这样做虽然实时性效果不错,但存在开发难度较大、周期较长、成本较高的弊端。论文针对该问题,提出了一种基于相对低廉的Pynq-z2开发板在PL+PS端协同开发的SGM立体匹配算法,将运算量大的部分在FPGA端进行硬件加速,部分代价优化算法在ARM端利用Python语言实现。实验表明,该算法可有效降低资源占用率,基本满足在相对低廉的嵌入式设备中实现的要求。 展开更多

关键词 双目立体视觉 资源占用率 半全局立体匹配算法 Pynq-z2

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基于反向合成高斯牛顿的半全局立体匹配算法 被引量：2

16

作者 柳庆林 倪章松 +4 位作者 张平涛 石啟凡 麻绍君 钟凯 李中伟 《光学技术》 CSCD 北大核心 2021年第4期390-397,共8页

针对数字散斑投影三维测量技术中的立体匹配问题,提出基于反向合成高斯牛顿的半全局立体匹配算法。该算法采用基于Census变换的匹配代价值来衡量像素点间的相似性,通过代价聚合算法增强匹配代价对噪声的鲁棒性;在此基础上,提出基于一阶... 针对数字散斑投影三维测量技术中的立体匹配问题,提出基于反向合成高斯牛顿的半全局立体匹配算法。该算法采用基于Census变换的匹配代价值来衡量像素点间的相似性,通过代价聚合算法增强匹配代价对噪声的鲁棒性;在此基础上,提出基于一阶形函数的反向合成高斯牛顿算法,实现亚像素级别的视差优化;最后,提出耦合唯一性检查、左右一致性检查以及连通区域约束的错误视差剔除算法,消除由遮挡和噪声引起的错误视差。实验结果表明,该算法可精确、稠密、完整地重建出复杂物体的三维形貌,重建精度优于0.06mm。 展开更多

关键词 数字散斑投影 立体匹配 反向合成高斯牛顿算法 半全局立体匹配算法

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基于半全局匹配的去遮挡方法研究

17

作者 邢毓华 杨广福 《网络安全与数据治理》 2023年第7期67-72,90,共7页

针对合成孔径集成成像系统中前景遮挡影响目标物的采集和识别的问题,提出了一种基于半全局立体匹配的去遮挡方法。首先搭建相机阵列采集目标物的前景遮挡图片,接着采用数字重聚焦技术和能量梯度函数设置分类阈值,将遮挡物和目标物进行... 针对合成孔径集成成像系统中前景遮挡影响目标物的采集和识别的问题,提出了一种基于半全局立体匹配的去遮挡方法。首先搭建相机阵列采集目标物的前景遮挡图片,接着采用数字重聚焦技术和能量梯度函数设置分类阈值,将遮挡物和目标物进行分类并去除前景遮挡,然后利用元素图像修复技术对遮挡去除区域进行修复,最后对修复后的元素图像进行目标物重建。实验结果表明,本文方法重建出的结果图相比于传统的合成孔径成像方法在峰值信噪比(PSNR)上提高了13.271 4dB,相比块匹配方法在峰值信噪比(PSNR)上提高了5.350 3 dB。 展开更多

关键词 合成孔径集成成像 半全局立体匹配 数字重聚焦 去遮挡

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“℃”的中文符号是什么？ 被引量：1

18

作者 郭龙源 罗百通 +2 位作者 欧先锋 向灿群 曾毅 《成都工业学院学报》 2017年第1期6-6,15,共1页

问：摄氏温度单位“℃”的中文符号是什么？答：按规则，单位名称的简称即为该单位的中文符号，如压强单位Pa的中文名称为帕斯卡，其简称“帕”即为Pa的中文符号。

关键词 中文名称 单位名称 摄氏温度 帕斯卡 PA

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