雙目立體匹配算法在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中有著廣泛的應(yīng)用,并且發(fā)展趨勢(shì)都在朝著高精度、低延時(shí)、低功耗的移動(dòng)嵌入式平臺(tái)發(fā)展。鑒于現(xiàn)有通用器處理平臺(tái)不能達(dá)到嵌入式平臺(tái)的性能指標(biāo),本文在嵌入式平臺(tái)上進(jìn)行了雙目匹配系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)。本文采用基于Xilinx Zynq-7020 FPGA芯片的嵌入式SoC硬件開發(fā)平臺(tái),該芯片內(nèi)同時(shí)集成了Cortex-A9ARM和可編程邏輯單元。本文結(jié)合硬件平臺(tái)特性,針對(duì)雙目匹配算法進(jìn)行了詳細(xì)研究和分析。主要工作內(nèi)容包含以下三方面:首先是關(guān)鍵算法選擇。Mini-census算法相對(duì)于Census占用更少的硬件實(shí)現(xiàn)資源,且二者精度相當(dāng),有時(shí)前者精度甚至優(yōu)于后者,所以本文選用前者進(jìn)行初始代價(jià)計(jì)算。對(duì)圖像構(gòu)建自適應(yīng)區(qū)域后,對(duì)初始代價(jià)進(jìn)行聚合,相比沒(méi)有構(gòu)建自適應(yīng)區(qū)域的代價(jià)聚合方法而言,精度上有很大提升,所以本文采用前者所述方法。其次是自適應(yīng)區(qū)域的選擇。本文對(duì)自適應(yīng)區(qū)域的選擇做了研究對(duì)比,發(fā)現(xiàn)只對(duì)待匹配圖片進(jìn)行自適應(yīng)區(qū)域構(gòu)建的方法,精度上優(yōu)于同時(shí)對(duì)待匹配圖片和候選圖片進(jìn)行自適應(yīng)區(qū)域構(gòu)建后取交集的方法。而且前者相比于后者減少了歸一化操作和硬件計(jì)算資源。所以,本文采用前者進(jìn)行代價(jià)聚合,在不... 

【文章來(lái)源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【部分圖文】：

圖２－１視差幾何結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｐａｒａｌｌａｘ?ｇｅｏｍｅｔｒｙ?ｇｒａｐｈ??６??

?雙目立體匹配系統(tǒng)的原理和算法介紹??圖２－１用幾何結(jié)構(gòu)圖表示雙目成像的視差，其中久和是兩臺(tái)參數(shù)相同位置??平行的相機(jī)，Ｓ表示兩個(gè)相機(jī)光心之間的距離，Ｐ點(diǎn)是空間中的一點(diǎn)，和＆分別??為左右兩個(gè)相機(jī)的成像點(diǎn)，攝像頭的焦距為／（光心到成像平面的距離），可以看??到紅色虛線表示視差。令Ｚ表示深度，根據(jù)三角相似原理可得：??Ｚ?＝?（Ｂ＊ｎ／ｄ?（２－１）??所求深度信息與視差的關(guān)系是成反比的，當(dāng)視差Ｃ／越小時(shí)，深度越大，物體??離立體視覺(jué)系統(tǒng)也就越遠(yuǎn)；當(dāng)視差ｄ越大，深度越小，物體離立體視覺(jué)系統(tǒng)也就??越近。雙目匹配系統(tǒng)與人眼成像系統(tǒng)相同，正是由于視差的存在，我們才能感受??物體的深度信息并對(duì)物體獲得立體感。??在圖像處理中，通常用灰度值來(lái)表示視差信息。視差越大，其灰度值也就越??大

雙目立體匹配系統(tǒng)的原理和算法介紹??可以看出ｆ運(yùn)算中，當(dāng)Ｊ小于５時(shí)，編碼為１；當(dāng)Ｊ大于等于５時(shí)，編碼為??０。？表示編碼后的連接操作，具體編碼過(guò)程如圖２－３所示，圖中選取了?３?ｘ?３大??小的支持域窗口。??１２?１０?１１?Ｃ運(yùn)算?１?Ｉ?〗?？運(yùn)算??２５?１９?１８?１?〉°?Ｉ?〉１１１０１１０１??１２?２３?１７?１０】??圖２－３?Ｃｅｎｓｕｓ編碼過(guò)程??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?Ｃｅｎｓｕｓ?ｅｎｃｏｄｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??當(dāng)對(duì)左圖和右圖某個(gè)像素點(diǎn)分別做完統(tǒng)計(jì)變換后，需進(jìn)行異或操作獲取初始??代價(jià)值。初始代價(jià)是對(duì)左右圖相對(duì)應(yīng)像素統(tǒng)計(jì)變換后，產(chǎn)生編碼異或求解的漢明??距離值。漢明距離實(shí)際是對(duì)編碼相似度的度量�？梢钥闯霎�(dāng)漢明距離越小，表示??兩個(gè)像素點(diǎn)越相似，反之，當(dāng)漢明距離越大，表示兩個(gè)像素點(diǎn)越不相似。如圖２－４??所示。??１２?｜?１０?｜?１１?｜?｜?１?｜?１?｜?１??ｍ?Ｅｉｚｊ）?ｒ?１?ＳｉｉｉＱｉｉｍ??１２?２３?１７?１?０?１?＾??異或ｋ?統(tǒng)計(jì)ｋ??????????１?＞１００１１０１０１?＞?４??５４?２５?２４???０?１?１?＾?＾??２ｊ?３４?＾?Ｖ??］?１?％Ｑ１１１Ｑ１１１??１２?１８?１６?１?１?１??圖２－４漢明距離求解??Ｆｉｇｕｒｅ?２－４?Ｈａｍｍｉｎｇ?ｄｉｓｔａｎｃｅ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ??通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)計(jì)變換不是直接利用像素大小進(jìn)行計(jì)算，而是利用周圍局??部像素信息間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。這種方法在一定程度上，使得匹配算法受光照變??化的影響大大減小


本文編號(hào)：3591077