[发明专利]一种基于双向扫描的视差图生成方法及电路设计

说明书

本发明涉及一种基于双向扫描的视差图生成方法及电路设计，它包括：步骤1，图像分块：把图像分成若干小块，对每个小块分别进行处理；步骤2，双向扫描计算视差值：在每个小块内，分别从正向和反向进行双向扫描，计算每个像素点的视差值，并存储下来；双向扫描过程中，遇到视差值大于阈值的点，则记为视差值可靠点；找到视差值可靠点后，后续的扫描按照视差修正规则，对像素的视差值进行修正；对视差被修正的像素点做标记；步骤3，合并视差值：双向扫描结束后，把正向与反向扫描得到的视差值进行合并，并输出合并的结果。本发明能够在计算过程中对视差值进行修正，得到比直接计算更准确的视差值；同时适用于芯片设计并使其达到很快的处理速度。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，特别是涉及一种基于双向扫描的视差图生成方法及电路设计。

技术背景

为了计算物体的深度信息，需要计算物体的视差图，通常的计算方法是计算目标图像1的像素点与目标图像2中视差移动范围内各个像素点的相关值，得到多个相关值，从中选取最大的相关值，得到该像素的视差值。但该方法直接计算的视差值，在某些情况下会引入较大的误差，为后续的处理带来很大困难。

为获得更精确的视差图，陆续提出了一些算法，但都限于软件的方法，很难在硬件上实现。通常视差图有如下特性：其一，对于图像中一个连续的物体，其视差值的变化也体现出连续性。设有三个依次相邻的像素点A，B，C处于同一物体内，若A的视差值为60，则B的视差值往往在59到61之间；若B的视差值为59，则与B相邻的C的取值往往在58到60之间。其二，对于一副图像，若当扫描到一个相关值较大的像素点，可以认为此像素点的视差值可靠，即误差较小。其三，对于图像中一个连续的物体，每个像素的相关值具有非跳变性。即每个像素视差范围内的最大相关值，不会有非常大的跳变。因此对于两个非阴影像素，若它们相关值的差小于一个设定的阈值，则可认为这两个像素在一个物体内。

利用视差图的特性，当在扫描计算视差图的过程中，遇到一个相关值大于阈值的点，可以认为此点的视差值可靠，记为视差值可靠点。以视差值可靠点为起始点，利用视差值在物体内的连续性，在接下来的搜索中，对于与视差值可靠点在同一物体内的像素点，只计算小范围的几个相关值，并在这几个相关值中选取最大值，从而获得视差值。当扫描超出该物体的范围时，无法继续使用在小范围内选取相关值的计算方式，必须恢复计算多个相关值的方式，直至找到下一个视差值可靠点。

相关值较大的像素点，往往处于物体的内部，一次扫描往往会使一部分像素点错过被修正计算，因此同时做一次反向扫描，最后合并两次扫描的结果。双向扫描可以保证物体内绝大多数的点被修正，但对于形状比较奇特的一些物体，会有少部分像素点无法修正，深度图的后续处理算法可以对此做很好的处理。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供一种基于双向扫描的视差图生成方法及电路设计，本发明在提高视差图精度的同时能够在芯片或可编程逻辑器件(FPGA)中实现并获得较高的处理速度，以较高精度的视差图来降低后续深度信息处理的难度，以利于获得更好效果的深度图。

根据本发明一种基于双向扫描的视差图生成方法，包括如下基本步骤：

步骤1，图像分块：把图像分成若干小块，对每个小块分别进行处理；

步骤2，双向扫描计算视差值：在每个小块内，分别从正向和反向进行双向扫描，计算每个像素点的视差值，并存储下来；双向扫描过程中，遇到视差值大于阈值的点，则记为视差值可靠点；找到视差值可靠点后，后续的扫描按照视差修正规则，对像素的视差值进行修正；对视差被修正的像素点做修正标记；

步骤3，合并视差值：双向扫描结束后，把正向与反向扫描得到的视差值进行合并，并输出合并的结果。

本发明提出的一种基于双向扫描的视差图生成方法的进一步优选方案是：