[发明专利]一种全景纵向漫游中极线匹配的置信传播方法

权利要求书

1.一种全景纵向漫游中极线匹配的置信传播方法，其特征在于：将图像假设为马尔代夫随机场，通过对所有相邻节点的不同视差来标记置信度并做同时传播与多次迭代，来使得场景中每个节点在不同视差标记下的概率收敛，从而求出被标记的一对相关图像，通过前后摄像机拍摄得到每个节点置信度最大的视差标记作为像素视差；

具体包括以下步骤：

步骤S01：通过前后两个摄像头采集图像，获得前后立体图像对；

步骤S02：对前后图像匹配：以各像素点与图像中心点的连线为基准，对每条对应外极线上的像素点进行匹配；

步骤S03：优化匹配代价函数：在传统双目匹配只在水平方向有位置偏移的基础上，增加垂直方向位置偏移；

步骤S04：通过将能量函数最小化问题转化成最优置信度问题，然后用置信传播算法求解全局能量函数的最小值，从而获得最优的视差分配；

步骤S05：根据几何关系，构建视差与深度计算模型；

步骤S06：用前置摄像头图像的所有像素点匹配后置摄像头的对应像素点，从而获取最优深度图。

2.根据权利要求1所述的全景纵向漫游中极线匹配的置信传播方法，其特征在于：步骤S02包括以下具体步骤：O_F和O_B分别表示前后摄像机的光心，C_F和C_B分别表示前后图像的中心点，世界坐标系上任意一点P在前向图像的成像点为P_F，在后向图像的成像点为P_B，P_FC_F和P_BC_B为对极线；在进行前后图像匹配时，需要以各像素点与图像中心点的连线为基准，对每条对应外极线上的像素点进行匹配。

3.根据权利要求1所述的全景纵向漫游中极线匹配的置信传播方法，其特征在于：步骤S03中根据下式优化匹配代价函数：

步骤S031：X_j，X_k，X_m，X_n为X_i邻域节点，消息在节点的每个可能视差d处进行传递；V_d(X_i，X_j)是平滑项，表示相邻像素不连续性；

步骤S032：在第t次迭代过程中，节点X_i在可能视差值d处，向其邻域节点X_j传递的消息：

其中是通过改进后的代价函数中绝对差值求得的数据项：

I_F和I_B分别为前向视图和后向视图；前向视图即目标视图，后向视图即参考视图；T_d为匹配代价的截断阈值。

4.根据权利要求1所述的全景纵向漫游中极线匹配的置信传播方法，其特征在于：步骤S05中构建纵向漫游中场景图像视差与深度计算模型包括以下具体步骤：

根据视差与深度关系和场景的几何模型，得到：

因此深度的计算公式如下：

其中Z_F为前摄像机图像像素的深度，l_F为P_l点投影到前摄像机成像平面上的点与成像平面中心点的偏移；l_B为P_l点投影到后摄像机成像平面上的点与成像平面中心点的偏移；B为前后摄像机间的距离。