[发明专利]一种概率松弛核线匹配方法及系统

权利要求书

1.一种概率松弛核线匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取核线改正后的左影像和右影像；

步骤2、对左影像、右影像分别进行降采样处理；

步骤3、在降采样后的左影像上提取稳定特征点；

步骤4、设置初始视差搜索范围，对降采样后的左影像、降采样后的右影像构成的影像对进行初始匹配，获得稳定特征点的视差值，并插值生成初始视差图；

步骤5、按照预设窗口尺寸对左影像进行特征提取获得目标点，并计算目标点所属窗口的灰度均值、灰度方差；

步骤6、将每个目标点向初始视差图映射，确定密集匹配视差搜索范围；

步骤7、针对每个目标点，根据该目标点的密集匹配视差搜索范围在右影像中移动窗口，计算密集匹配视差搜索范围内每个窗口的灰度相关系数，获得备选点；

步骤8、附加地形条件约束的概率松弛迭代，综合灰度均值、灰度方差、灰度相关系数计算备选点选为匹配点的概率，取最大概率点为最佳匹配点，得到密集匹配结果；所述地形条件约束包括平面约束、二次曲面约束和三次曲面约束；

概率松弛迭代的公式如下：

式中，为迭代过程中第i点和第k点的相似性测度，n为备选点的数量，为第i点的第k个备选点在第r次迭代的匹配概率；m为实际使用的匹配窗口大小；C_ijkl为第i点的第k个备选点与第j点的第l个备选点之间的相容系数，第i点的第k个备选点的视差值为dx_ik，第j点的第l个备选点的视差值为dx_jl，C_ijkl为视差较差的函数；β为相容系数的调整参数；c₀、c₁为松弛系数；N_i为第i点的邻域；

根据窗口之间方差和均值的相似性定权w，对(1)作出修改：

式中，w_j为权重，由下式确定：

其中，var(j)、var(i)分别代表第j、i点为中心窗口的方差；

步骤9、对密集匹配结果进行后处理。

2.根据权利要求1所述的概率松弛核线匹配方法，其特征在于，所述步骤4的具体实现方式为：设置初始视差搜索范围后，用最小二乘相关对步骤3提取的稳定特征点进行初始匹配；对初始匹配结果作高斯滤波消除异常值；以降采样后的右影像为基准影像，降采样后的左影像为匹配影像再次匹配，得到每个稳定特征点的视差值；对两次初始匹配结果进行左右一致性检验，剔除矛盾点，剩余的点认为是可靠特征点；

其中，左右一致性检验公式为：

dP_ileft+dP_iright＜T

式中，dP_ileft为左影像稳定特征点i的视差值，dP_iright为i在右影像同名点的视差值，T为检验阈值，T取1，即：

dP_ileft+dP_iright＜1

完成后，使用可靠特征点视差值插值得到初始视差图。

3.根据权利要求1所述的概率松弛核线匹配方法，其特征在于，所述步骤5中，在左影像中提取Harris特征点作为目标点，并允许判定不存在特征点。

4.根据权利要求1所述的概率松弛核线匹配方法，其特征在于，所述步骤6的具体实现方式为：求出当前目标点在初始视差图的对应点，使用以这一对应点为中心的窗口内的所有视差值为依据计算密集匹配视差搜索范围。

5.根据权利要求1所述的概率松弛核线匹配方法，其特征在于，所述步骤6中，所述密集匹配视差搜索范围为[k₁Min-1,k₁Max+1]；其中，Max为最大视差值，Min为最小视差值，k₁为比例系数。