一种基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法
【专利摘要】本发明公开一种基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，该匹配算法包括如下步骤：1)读取模板图像；2)读取待匹配图像；3)点选目标点；4)获取搜索路径；5)逐步选取搜索路径上的点；6)计算自适应权重多尺度窗口匹配值；7)判断搜索路径搜索是否完成；8)选择最佳匹配点。本发明的匹配算法提出使用多个尺度的窗口可将简单的、复杂的情况均包含在内，综合了传统两种算法的优点，而根据不同尺度窗口内的像素分布信息自适应调整各个窗口的权重系数，实现较好的自适应局部匹配效果。
【专利说明】-种基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法
【技术领域】
[0001] 本发明属于图像处理与模式识别领域中的立体匹配技术范畴，尤其涉及一种基于 自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法。
【背景技术】
[0002] 在立体匹配领域中，立体图像由在不同位置不同视角的两摄像机对同一场景拍摄 得到。通过在两图像中查找的任意点对位置信息得到点对的视差估计，进而可以根据视差 获取深度信息。寻找任意点对是立体匹配技术的关键步骤。目前立体匹配技术主要分为全 局匹配算法和局部匹配算法。全局匹配算法包括：基于图割理论的匹配算法、置信传播算 法、SGBM等，主要通过构建能量函数E(d)，最小化能量函数E(d)寻找点坐标。局部匹配算 法主要通过各种相容性在点坐标的局部邻域寻找相似性最高的点局部邻域，局部邻域的中 心点即为匹配点坐标。
[0003] 目前立体匹配中的局部匹配算法中主要通过邻域内像素信息寻找最佳匹配点。其 中邻域大小、形状的选取对最终匹配结果有很大影响。对于三维中平坦区域，邻域窗口大小 越大，则包含的周围信息越多，越有利于匹配的完成；然而对于遮挡区域，存在深度差异较 大的多个物体区域时，邻域窗口大小越小，越能减小周围信息对边缘的平滑效应，越利于匹 配的完成。
[0004] 为解决上述问题，目前的方法是，1.采用判断当前点的情况分别选择不同尺度的 窗口进行匹配；2.采用提取点周围轮廓确定不规则窗口的方法，但都无法很好解决问题。
[0005] 有鉴于上述现有的匹配算法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多 年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型 基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设 计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
【发明内容】
[0006] 本发明的主要目的在于，克服现有的匹配算法存在的缺陷，而提供一种新型基于 自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，实现良好的自适应局部匹配效果，从而更加适 于实用，且具有产业上的利用价值。
[0007] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，该匹配算法包括如下步骤：
[0008] 1)读取模板图像；
[0009] 2)读取待匹配图像；
[0010] 3)点选目标点；
[0011] 4)获取搜索路径；
[0012] 5)逐步选取搜索路径上的点；
[0013] 6)计算自适应权重多尺度窗口匹配值；
[0014] 7)判断搜索路径搜索是否完成；
[0015] 8)选择最佳匹配点。
[0016] 更具体的，前述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，所述步骤2)中 读取待匹配图像时，待匹配图像由摄像机在不同角度下拍摄同一场景得到。
[0017] 更具体的，前述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，所述步骤3)点 选目标点为在模板图像中选择需要匹配点P。
[0018] 更具体的，前述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，所述步骤4)获 取搜索路径为利用SIFT匹配点对计算不同视角拍摄的两图像间的基本矩阵，获得目标点 在待匹配图像中的极线，确定搜索路径。其中SIFT是指尺度不变特征转换，是用于图像处 理领域的一种描述子。这种描述具有尺度不变性，可在图像中检测出关键点。是一种局部 描述子。
[0019] 更具体的，前述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，所述不同视角 拍摄的两图像分别为模板图像和待匹配图像。
[0020] 更具体的，前述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，所述步骤5)逐 步选取搜索路径上的点为在待匹配图像搜索路径上，以步阶为1像素逐步搜索待匹配点q。
[0021] 更具体的，前述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，所述步骤6)计 算自适应权重多尺度窗口匹配值为根据公式
[0022] 计算匹配点p和待匹配点q间自适应权重多尺度窗口相似度值，式中Wi
[0023]
【权利要求】
1. 一种基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，其特征在于，该匹配算法包括 如下步骤： 1) 读取模板图像； 2) 读取待匹配图像； 3) 点选目标点； 4) 获取搜索路径； 5) 逐步选取搜索路径上的点； 6) 计算自适应权重多尺度窗口匹配值； 7) 判断搜索路径搜索是否完成； 8) 选择最佳匹配点。
2. 根据权利要求1所述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，其特征在 于，所述步骤2)中读取待匹配图像时，待匹配图像由摄像机在不同角度下拍摄同一场景得 到。
3. 根据权利要求1所述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，其特征在 于，所述步骤3)点选目标点为在模板图像中选择需要匹配点p。
4. 根据权利要求1所述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，其特征在 于，所述步骤4)获取搜索路径为利用SIFT匹配点对计算不同视角拍摄的两图像间的基本 矩阵，获得目标点在待匹配图像中的极线，确定搜索路径。
5. 根据权利要求4所述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，其特征在 于，所述不同视角拍摄的两图像分别为模板图像和待匹配图像。
6. 根据权利要求1所述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，其特征在 于，所述步骤5)逐步选取搜索路径上的点为在待匹配图像搜索路径上，以步阶为1像素逐 步搜索待匹配点q。
7. 根据权利要求1、3或6所述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，其特 征在于，所述步骤6)计算自适应权重多尺度窗口匹配值为根据公式
计算匹配点P和待匹配点q间自适应权重多尺度窗口相似度值，式中&为第i个尺度 窗口的权重系数。
8. 根据权利要求1所述的基于自适应权重多尺度窗口的任意点匹配算法，其特征在 于，所述步骤7)中判断搜索路径搜索是否完成时，若搜索完成，执行第8)步，若未完成，重 复执行第5)步。
【文档编号】G06T7/00GK104112270SQ201410201873
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】胡伏原, 季剑岚, 程成, 姒绍辉, 顾亚军, 翟金鑫 申请人:苏州科技学院