[发明专利]一种块匹配视差计算的优化方法及装置

说明书

本公开涉及一种块匹配视差计算的优化方法及装置，所述方法包括下述步骤：将第一图像进行缩小，得到第三图像；将第二图像进行同步缩小，得到第四图像；在第三图像中获取输入图像块，并在第四图像中提取搜索窗；在搜索窗中搜索输入图像块的最优匹配块，得到最优匹配块和输入图像块的视差，所述视差为最优匹配块和输入图像块的最优偏移量；利用视差计算输入图像块中心对应的深度值。所述装置根据所述方法实现。本公开可以在不降低深度精度的情况下，大幅降低块匹配视差计算的复杂度，适合硬件或嵌入式软件加速实现。

技术领域

本公开涉及属于图像处理、双目视觉和结构光主动视觉技术领域，具体涉及一种块匹配视差计算的优化方法及装置。

背景技术

自然和谐的人机交互方式是人类对操控机器的理想目标，使机器能够读懂人在自然状态所传递的命令。利用图像处理技术获取深度信息进行三维图像的实时识别及动作捕捉，使人能以表情、手势、体感动作等自然方式与终端进行交互成为可能。深度感知技术是人机自然交互的核心技术，在机器视觉、三维重建、体感交互等领域有着广泛的应用前景。

在视觉计算处理中，包括双目立体视觉、单目/双目结构光编解码，块匹配视差计算技术是获取深度信息的基础，而块匹配视差计算过程中可能需要在大量的图像数据中求取最优匹配块，即搜寻相似度最大值或最小值，并要求输出该值对应的最优匹配块及位置信息。比如在求深度信息时，需要输入图像块与匹配搜索窗中对应大小的匹配块进行匹配计算输出相似度，需要在大量相似度值中选取最大值或者最小值，并同时输出该值对应的匹配块位置信息。根据最优匹配块，计算出深度信息，得到深度图。因此搜索最优匹配块过程中的效率、计算复杂度直接关系到深度计算效率、时延和资源开销，尤其是在采用嵌入式软件编程实现时，匹配视差计算的优化工作非常重要。

发明内容

鉴于此，本公开的目的在于提供了一种块匹配视差计算的优化方法及装置，通过所述方法或装置，可以达到不降低深度精度的情况下，大幅降低块匹配视差计算的复杂度，适合硬件或嵌入式软件加速实现。

为实现以上发明目的，本公开采用以下技术方案：

一方面，本公开提出了一种块匹配视差计算的优化方法，所述方法包括下述步骤：

S100、将第一图像进行缩小，得到第三图像；将第二图像进行同步缩小，得到第四图像；

S200、在第三图像中获取输入图像块，并在第四图像中提取搜索窗；

S300、在搜索窗中搜索输入图像块的最优匹配块，得到最优匹配块和输入图像块的视差，所述视差为最优匹配块和输入图像块的最优偏移量；

S400、利用视差计算输入图像块中心对应的深度值；

所述第一图像是在激光编码图案投射器对目标物体所在空间投射后，获得的目标物体的图像；

所述第二图像是在激光编码图案投射器投射固定图形的激光束与红外激光编码图案投射器的中心轴相垂直的、且已知垂直距离的平面上后，获得的激光编码图像。

在所述方法中，所述搜索包括下述步骤：

先沿垂直行的方法选取相似度最高的匹配块，再沿水平行方向搜索最优匹配块；或者先沿水平行方向选取相似度最高的匹配块，再沿垂直行方向选取最优匹配块。

在所述方法中，所述计算采用下述公式：

式中：

d＇为输入图像块中心对应的深度值；

d为第二图像已知距离参数；

f为图像传感器焦距；

S为激光投射器与接收图像传感器之间的基线距离；