实际应用时，所述维特比算法具体如下： 先对下面将要出现的符号的含义进行集中说明。化=dmm- cLx + 1 ;c = N + 1。a^b 是指将b赋予a。为^的第I：行元素组成的行向量；为进的第贫行元素组成的 列向量。叫为^的第:!行第W列至第:貧列元素组成的行向量。为J的第 ^嘴]第;.桃行至第*?:行元素组成的列向量。
[0030] 算法流程如下：
;T3、构造和祠样大小的全零矩阵;T4、构造^ Xpgflp矩阵A。
[00引]所述步骤T4具体为；T"、纖续粉J ;T42、对于1《j《N，计算雜倒.4和 詳f弟^ ;T43、矩阵A的计算可用如下的矩阵来表示：
;T44、再构造向量 輪…'1半:韓满:；了45、魂::縣-立)軒醉；T46、：誠棘:}?.真-讀户轉;妈:一冻；T 47、 :滅fe媒.哉,钟讀扛補輔;了48、':誠森:-;邊策政 元素位于两条平行线之间，矩阵之上的数为列标号）。
[0032] T5、计算A每一列的最小值和其相应的行标；巧具体包括；T51、苯换違所有列的 最小值；T52、jax;^扛遂所有列的最小值所对应的行标。
[0033] ； T7、却稱咚I,苗.扛《較煤;):卡(i;肚:片讀 TS、如果I旅f，输出釀U轉;否则家研麥轉，返回T4 ; T9、定义长为的向量貧纖； T10、
J ^ ； T12、:畢於夺卿I灰;半旬； T13、古姐!谈:托谢0柄贿效:； T14、如果>1,沪薪嗦啤1,返回Tl2 ; 115、第111行经优化得到的视差图为血曰9。^|绞纔束邀^/^ 对所有行重复W上步骤，便可得到整幅图像的视差图血ap。
[0034] 进一步地，对上述算法阐述如下，请参阅图2,图2为本发明提供的3D图像的视差 图生成方法中维特比算法的示意图。横向数字表示图像的水平坐标，即y。纵向数字表示 视差，送里视差范围是-1至2,即CU= -LcU = 2。图中的圆圈称为状态，W纵向和横向 数字对来标识之，如S(0;3)第2行第3个圆圈，其物理意义是第二个像素点的视差是0 的状态。上述算法可W表述为在图2的网格中寻找幸存路径的过程。
[0035] 请参阅图2,步骤如下： Hl、将黨糕萄从上至下填充到第一列圆圈中，W跨4紙嫌鄉錢J表示送组数。
[0036] 肥、第2列的四个状态由前列的四个状态转移而来，W有箭头的连线表示，送些 连线称为路径。
[0037] H3、计算进入每一状态的四条路径的重量嫂;.进入状态S(d，2)的四条路径的重 量由下式计算瓣并巧(S曰痛每藻2。
[0038] H4、对第2列所有的状态计算，并选取各自的最小值W更新揽!!Ss 记录各自取得最小值的i'，即本状态是由前一列的哪一个状态转移而来，在图中表示为 实线，称为幸存路径。
[0039] 册、向右前进一列，重复册-H4,直至网格图的最右列，在此图示中为第四列。
[0040] 册、选出数值最小的巧所对应的状态；从该状态开始，沿实线从 右至左记录下所经历的状态.假设在此图中^最小，得到的状态图为： 梁碟巧护纖，顯片思顏这-}和亥践錢。
[0041] H7、输出视差0, 0, 1，0。送样就直观地表现了维特比算法的过程。
[0042] 本发明提供的3D图像的视差图生成方法，根据图像的物理特性即同一行相邻点 之间视差的差距在某一范围内W及相邻两行相同水平位置点之间的视差的差距在某一范 围内，将视差按照像素点的次序从左至右排列，每一像素点所可能的视差取决于其左边像 素点的视差及相邻上下两行对应像素点的视差，因而构成一个马尔可夫链，将块匹配后的 优化构造成隐马尔可夫过程，采用维特比算法在所有的可能的视差图中寻找最大似然的视 差图，最大似然视差图和真实的视差图差距最小，也就是采用维特比算法在所有的可能的 视差图中寻找真实的视差图差距最小的最大似然视差图，也就是利用维特比算法求视差图 的最佳解，从而将计算量减少到硬件实现成为可能的程度，使得视差图结果更准确，给用户 带来了大大的方便。
[0043] 基于上述3D图像的视差图生成方法，本发明还提供了一种3D图像的视差图生成 系统，如图3所示，所述系统包括： 灰度获取模块10,用于分别对3D图像的左图像和右图像进行灰度处理，得到对应的灰 度信息；具体如步骤SlOO所述； 块匹配处理模块20,用于对所述左图像和右图像的灰度信息进行块匹配处理，得到包 含视差图信息的H维矩阵；具体如步骤S200所述； 代价矩阵处理模块30,用于对所述H维矩阵的每一行进行代价矩阵处理，得到每一行 对应的代价矩阵； 视差优化计算模块40,用于根据预先设置的同一行相邻点的视差差值视差约束条件、 相邻两行相同水平位置点的视差差值约束条件和优化目标函数，构造隐马尔可夫模型对每 一行对应的代价矩阵进行优化，并采用维特比算法找出每一行使所述优化目标函数值最小 时对应的视差；具体如步骤S400所述； 视差图生成模块50,用于根据每一行所述的视差生成所述3D图像的视差图；具体如步 骤S500所述。
[0044] 进一步地，所述块匹配处理模块20包括： 块匹配计算单元，用于定义/￡片，的和Jj(Xx)分别为左图像和右图像的灰度 信息，其中，W左上角的点为原点，点为图像的水平和垂直方向的坐标；通过块 匹配函数对所述左图像和右图像的灰度信息进行块匹配处理，所述块匹配函数为：
，其中，h为一整数，其取值范围 在1到4之间，整数d定义在区间!:達，*沒 1上，綾;.和浸 均为整数； L㈱技g巧游-瞧 從纖 H维矩阵生成单元，用于将左图像向右水平位移d个像素点，通过所述块匹配函数计 算位移后的左图像与右图像W点（X，y)为中必、（2h+ l)*(2h+l)个点对点之间的差值之 和，从而得到对应的包含视差图信息的H维矩阵。
[0045] 进一步地，所述代价矩阵处理模块30包括： 代价矩阵计算单元，用于对所述H维矩阵的每一行进行代价矩阵处理；所述 S维矩阵为料Y* (cU-dmm+ 1)的S维矩阵，其中，X和Y分别为3D图像垂直方向 和水平方向上的像素数量；通过所述块匹配函数计算第m行的代价矩阵为
，其中，y e [l，Y]，m e [1，X]，K= cU-cU+ 1。
[0046] 进一步地，所述视差优化计算模块40包括： 约束条件设置单元，用于设第m行视差为D =化1，…，Dy }，其中， 1《y《Y;所述视差约束条件为：
，其中， r撤|rt表示第m行第y个像素的视差，所述视差约束条件即为同一行相邻的视差的差异 不超过某一正整数N，及相邻两行相同水平位置点之间的视差的差异不超过某一正整数M ; 代价函数设置单元，用于定义第一代价函数：?!?满足：
;其中，当X > N时， 毎(X) = QO ;定义第 二代价函数堪;鱗满足;蒋拳屬海3;;|纖(雜達S據棘较:；其中，当x〉M时， Pyix) = ； 优化目标函数设置单元，用于定义第m行的优化目标函数为：
其中， (马，-V) 为所述代价矩阵：)中的第Dy行、第y列的元素. 视差计算单元，用于对每一行对应的代价矩阵进行优化，通过维特比算法找出使优化 目标函数:瑟辦最小的视差D作为该第m行的视差，即得出;阔源與L
[0047] 综上所述，本发明提供的一种3D图像的视差图生成方法及系统，通过对3D图像的 左图像和右图像进行灰度处理，得到对应的灰度信息；对所述左图像和右图像的灰度信息 进行块匹配处理，得到包含视差图信息的H维矩阵；对所述H维矩阵的每一行进行代价矩 阵处理，得到每一行对应的代价矩阵；根据预先设置的同一行相邻点的视差差值视差约束 条件、相邻两行相同水平位置点的视差差值约束条件和优化目标函数，构造隐马尔可夫模 型对每一行对应的代价矩阵进行优化，并采用维特比算法找出每一行使所述优化目标函数 值最小时对应的视差；根据每一行所述的视差生成所述