雙目立體匹配算法在計算機視覺中有著廣泛的應(yīng)用,并且發(fā)展趨勢都在朝著高精度、低延時、低功耗的移動嵌入式平臺發(fā)展。鑒于現(xiàn)有通用器處理平臺不能達(dá)到嵌入式平臺的性能指標(biāo),本文在嵌入式平臺上進(jìn)行了雙目匹配系統(tǒng)的研究與實現(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,該芯片內(nèi)同時集成了Cortex-A9ARM和可編程邏輯單元。本文結(jié)合硬件平臺特性,針對雙目匹配算法進(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算法相對于Census占用更少的硬件實現(xiàn)資源,且二者精度相當(dāng),有時前者精度甚至優(yōu)于后者,所以本文選用前者進(jìn)行初始代價計算。對圖像構(gòu)建自適應(yīng)區(qū)域后,對初始代價進(jìn)行聚合,相比沒有構(gòu)建自適應(yīng)區(qū)域的代價聚合方法而言,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。本文對自適應(yīng)區(qū)域的選擇做了研究對比,發(fā)現(xiàn)只對待匹配圖片進(jìn)行自適應(yīng)區(qū)域構(gòu)建的方法,精度上優(yōu)于同時對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算資源。所以,本文采用前者進(jìn)行代價聚合,在不... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【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，其中久和是兩臺參數(shù)相同位置??平行的相機，Ｓ表示兩個相機光心之間的距離，Ｐ點是空間中的一點，和＆分別??為左右兩個相機的成像點，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，深度越大，物體??離立體視覺系統(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物體獲得立體感。??在圖像處理中，通常用灰度值來表示視差信息。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運算中，當(dāng)Ｊ小于５時，編碼為１；當(dāng)Ｊ大于等于５時，編碼為??０。？表示編碼后的連接操作，具體編碼過程如圖２－３所示，圖中選取了?３?ｘ?３大??小的支持域窗口。??１２?１０?１１?Ｃ運算?１?Ｉ?〗?？運算??２５?１９?１８?１?〉°?Ｉ?〉１１１０１１０１??１２?２３?１７?１０】??圖２－３?Ｃｅｎｓｕｓ編碼過程??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?Ｃｅｎｓｕｓ?ｅｎｃｏｄｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??當(dāng)對左圖和右圖某個像素點分別做完統(tǒng)計變換后，需進(jìn)行異或操作獲取初始??代價值。初始代價是對左右圖相對應(yīng)像素統(tǒng)計變換后，產(chǎn)生編碼異或求解的漢明??距離值。漢明距離實際是對編碼相似度的度量�？梢钥闯霎�(dāng)漢明距離越小，表示??兩個像素點越相似，反之，當(dāng)漢明距離越大，表示兩個像素點越不相似。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??通過觀察發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)計變換不是直接利用像素大小進(jìn)行計算，而是利用周圍局??部像素信息間的關(guān)系進(jìn)行計算。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：3591077