[发明专利]一种对光强不敏感的斜面近邻传播立体匹配方法

权利要求书

1.一种对光强不敏感的斜面近邻传播立体匹配方法，其特征在于，所述的方法包括：

特征提取步骤，对左右两张已校正的待匹配图像上的每一个像素p，以其为中心取正方形特征窗口P_fw，根据窗口内的像素灰度值范围P_range和分段数M得到该窗口的分段区间大小；对于窗口内除像素p外的其他像素，计算它们的灰度值和p的灰度值之差，然后计算灰度值之差与分段区间大小的比值，把各像素按照扫描顺序做计算得到的结果组成一个整数数组，作为像素p的对光照变化不敏感的多维像素特征η^p；

单像素匹配代价计算步骤，对于左图中的每一个像素p，和其在右图中的任一可能匹配像素q，像素p和像素q的特征分别为η^p和η^q，计算这两个特征间的不相似性作为像素p、q的单像素匹配代价；

空间模型建立步骤，定义像素p在视差空间中所处的平面模型f_p，并为左图中的每一个像素随机初始化平面参数；

匹配步骤，包括初步传播子步骤和二次传播子步骤，根据斜面近邻传播算法找到左图中每个像素p的近似平面，使得与根据该平面映射到右图上的像素q的聚合匹配代价尽可能小；

其中，初次传播子步骤，对于左图中的每一个像素p，以其为中心取K×K大小的正方形聚合窗口P_aw，在匹配像素p时认为窗口内的像素都处于平面f_p上，根据f_p平面方程把窗口映射到右图，得到窗口内各个像素在右图上的对应像素，计算聚合匹配代价；并以得到更低的聚合匹配代价为条件进行近邻平面参数传播；

其中，二次传播子步骤，利用初次传播步骤得到的左图中每个像素的平面模型作为初步信息，对聚合窗口映射方法进行调整：将像素p原本的K×K大小的聚合窗口P_aw等分为9个大小形状相等、不重叠的正方形小块，每个块以其块内中心像素为代表，把小块的中心像素法向量与p的法向量角度差别大于阈值块舍弃掉，其他保留下来构成新的聚合窗口；窗口映射时，窗口内像素根据各自所处块的中心像素的平面方程进行映射，进行斜面近邻传播；

视差图获取步骤，根据最终得到的像素平面方程，转化得到左图对应的视差图，完成匹配目的。

2.根据权利要求1所述的一种对光强不敏感的斜面近邻传播立体匹配方法，其特征在于，所述的特征提取步骤中针对左右两张图上的每一个像素p，构造其对光照不敏感的匹配特征η^p的过程如下：

a)取定块内像素灰度值分段数M的大小；

b)以像素p为中心取D×D大小的特征窗口P_fw，求出窗口内像素中的灰度最大值P_max和最小值P_min，则窗口内的像素灰度值范围P_range＝P_max-P_min，然后计算得到每一个分段的区间大小P_T：

c)对窗口P_fw内除中心像素p外的任一像素k，计算它与中心像素的差别：

其中I_k、I_p分别为像素k、p的灰度值，为向下取整符号，将D×D-1个非中心像素得到的diff按扫描顺序存入一个整数数组作为该像素的提取特征η^p。

3.根据权利要求1所述的一种对光强不敏感的斜面近邻传播立体匹配方法，其特征在于，所述的单像素匹配代价计算步骤中，

对于左图像素p，其坐标为(p_x,p_y)，像素p在右图中可能的匹配像素q，其坐标为(q_x,q_y)，存在约束关系：q_y＝p_y，q_x＝p_x-d，d∈0,1,2,…,D_max，其中D_max为最大允许视差，只需要计算像素p与右图此最大允许视差范围内的像素之间的单像素匹配代价。