[发明专利]一种复杂场景下感兴趣区域内目标快速测距方法

说明书

本发明公开了一种复杂场景下感兴趣区域内目标快速测距方法，该方法对于双目相机得到的双目图像进行如下处理：先在左图像中点选感兴趣区域，以点选点为中心截取感兴趣区域图像img；对感兴趣区域进行高斯滤波，对滤波后的图像求梯度图，在梯度图基础上进行分水岭分割操作，对分割后的提取的区域进行连通域标记，求得连通域质心点；利用归一化互相关匹配原理，对左图中提取出的质心点在右图像中进行同名点匹配；最后将匹配到的同名点对分别带入距离计算公式，计算目标距离；重复以上步骤，可对感兴趣区域内移动的目标物体进行实时距离测算。本发明采用了将分水岭分割与归一化互相关匹配相结合的技术，实现了感兴趣区域内移动目标的测距功能。

技术领域

本发明属于图像处理与立体视觉技术领域，具体涉及一种复杂场景下感兴趣区域内目标快速测距方法。

背景技术

视觉是人类观察世界、认知世界的重要手段，约80％的信息是由视觉获取的。机器视觉是研究用计算机模拟生物外显或视觉功能的科学和技术，双目立体视觉是机器视觉中的重要形式之一，距离测量作为障碍物检测以及路径规划的前提和基础是双目立体视觉测距的重要应用之一。

双目立体视觉测距方法，具有信息丰富、探测距离广等优点，可通过左右相机提供的图像信息能够比较准地恢复出视场内的三维信息，但由于视差的存在，使得双目立体视觉测距存在左右图像同名点难于匹配的问题。近几年，很多学者提出了许多立体匹配算法，有些匹配精度很高，但适用场景比较固定，有些以增加计算量提高匹配精度，同样不具有通用性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种复杂场景下感兴趣区域内目标快速测距方法，该方法能够很好解决双目立体视觉测距中由于视差存在而导致的左右图像同名点难于匹配的问题。本发明计算代价小，效率高，同名点提取准确率高，对实时性要求较高的场景，如双目实时测距系统，有一定参考。

实施本发明的技术方案如下：

一种复杂场景下感兴趣区域内目标快速测距方法，具体过程为：

步骤1、利用成像设备获得被测区域双目图像，双目图像中包含左图像和右图像；

步骤2、在左图像中选取感兴趣区域，并截取感兴趣区域的图像img；

步骤3、对步骤2中截取的图像img进行区域分割，获得多个分割区域，每个分割区域都包含一个目标，提取各分割区域的质心点作为目标的质心点，获得这些质心点的坐标；

步骤4、选取一质心点，设该质心点的坐标为(xl，yl)，利用归一化互相关匹配原理，在右图像中对左图像中的质心点(xl，yl)进行同名点匹配，得到右图像中一点的坐标(xr，yr)，该点为点(xl，yl)在右图像中对应的同名点；

步骤5、将提取出的左、右图像的同名点坐标(xl，yl)与(xr，yr)代入双目距离计算公式，计算成像设备到目标的距离；

步骤6、重复步骤4和5，直到感兴趣区域内所有提取出的质心点均求得同名点，就能获得成像设备到感兴趣区域内所有目标的距离。

进一步的，步骤3具体为：

1)对图像img进行t倍的降采样，得到图像img1，所述具体倍数t依实际场景而定；

2)对图像img1进行高斯滤波，并求滤波后的梯度图g；

3)对梯度图g做分水岭分割，并求出所有分割区域的质心点坐标。

进一步的，步骤4具体为：

1)选取一质心点，设该质心点的坐标为(xl，yl)；

2)以质心点的坐标(xl，yl)为中心在左图像中截取m1*n1大小区域imgL做匹配模板，其中m1、n1依实际场景而定；