立体匹配技术-视觉测量技术的进展

2023-11-24 理论教育版权反馈

【摘要】：双目视觉测量是建立在两台摄像机分别摄取的两幅图像对应基元的视差基础之上的，因此确定两幅图像中各基元之间的匹配关系是双目视觉测量系统最关键和极富挑战性的一步。立体匹配就是在两幅图像的匹配基元之间建立对应关系的过程。根据匹配基元的不同，立体匹配可分为区域匹配和特征匹配两类。稠密对应场往往呈规则分布，通常直接以图像像素网格为参照，不同网格之间邻接关系简单明了，易于描述，便于在立体匹配过程中利用。

双目视觉测量是建立在两台摄像机分别摄取的两幅图像对应基元的视差基础之上的，因此确定两幅图像中各基元之间的匹配关系是双目视觉测量系统最关键和极富挑战性的一步。立体匹配就是在两幅图像的匹配基元之间建立对应关系的过程。这里的匹配基元主要指几何基元，可以是区域、也可以是边缘等特征基元。与普通的图像匹配、图像配准不同，立体像对之间的差异是由摄像时两台摄像机观察点不同造成的，而不是景物变化、场景运动等因素引起的。根据匹配基元的不同，立体匹配可分为区域匹配和特征匹配两类。

区域匹配也称为稠密匹配，旨在为每个像素确定对应像素，建立稠密对应场。稠密对应场往往呈规则分布，通常直接以图像像素网格为参照，不同网格之间邻接关系简单明了，易于描述，便于在立体匹配过程中利用。此类方法直接把图像的像素值作为匹配特征，以基准图（双目视觉立体像对中的一幅图像）的待匹配点为中心创建一个窗口，用待匹配点邻域像素的灰度值分布来表征该像素；然后在对准图（双目视觉立体像对中的另一幅图像）寻找相应的像素，以其为中心创建同样的窗口，并用其邻域像素的灰度值分布来表征它，当两者之间的相似性满足一定的条件，则表明基准图和对准图中的这两个像素是匹配的，可能是三维空间同一点分别在两个视觉传感器成像面上所成的像点。基于区域的匹配方法可以得到致密的视差图，但实际应用中如何选择匹配窗口并没有统一的准则。(www.chuimin.cn)

特征匹配也被称为稀疏匹配，旨在建立稀疏图像特征之间的对应关系。一方面，稀疏特征的不规则分布给特征之间相互关系的描述带来困难，不利于匹配过程中充分利用此类信息。另一方面，稀疏特征的不规则分布给三维场景的描述带来困难，往往需要进行后处理以确切描述三维场景。后处理通常取稀疏特征为数据点，采用内插方法建立稠密对应场，或者采用拟合方法确定一些先验几何模型的自由参数，实现几何模型的重建。内插和拟合方法以稀疏特征为数据，结果直接依赖于稀疏特征对应，不可靠的特征对应往往会产生不理想的结果。

立体匹配技术-视觉测量技术的进展

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