[发明专利]一种垂直视差消减方法

摘要

一种垂直视差消减方法属3D图像处理技术领域，本发明首先用抗缩放、旋转及仿射变换的SIFT特征匹配算法检测出双目图像对的特征匹配点，然后根据匹配点的坐标位置，运用L‑M算法计算可消减垂直视差的变换矩阵，再将变换矩阵作用于目标图像，计算出该视图每个像素点的新坐标位置。与现有的垂直视差消减方法相比，本发明所获得的技术效果，在不需要摄像机标定参数的情况下，通过对变换矩阵的精确求解能进一步消减垂直视差，同时能降低对水平视差的影响，并有效地增强观看立体视频的舒适度。

主权项

一种垂直视差消减方法，其特征在于包括下列步骤：1.1对双目图像中的左右视图分别用SIFT算法进行特征点提取，并根据最近邻和次近邻距离比值进行匹配；1.2由垂直视差消减原理计算出匹配点的坐标，再用L‑M算法进行可消减垂直视差的变换矩阵计算，包括下列步骤：1.2.1将SIFT算法提取出的特征点整理成齐次坐标形式，左视图‑基准图的特征点坐标为[xi,yi,1]T，右视图的特征点坐标为其中：i＝1,...,N；N表示特征点的个数；1.2.2计算二维射影变换矩阵M2D，使右视图中的特征点[x′i,y′i,1]T经校正矩阵后与左视图中的特征点之间仅存在水平视差，不存在垂直视差，校正后的右视图中特征点的坐标为[x′i,yi,1]；1.2.3将用线性算法计算出的二维射影变换矩阵M2D作为L‑M算法的初值，M2D形式为：M2D=m0m1m2m3m4m5m6m71]]>其中：m2表示水平方向位移量；m5表示垂直方向位移量；m0、m1、m3、m4表示尺度和旋转量；m6、m7表示水平和垂直方向的形变量；1.2.4用L‑M算法迭代优化计算出可消减垂直视差的变换矩阵，包括下列步骤：1.2.4.1给出误差的允许值ε，常数β、μ以及初始化向量Mk；其中：μ是一个试探性参数，如果能使误差指标函数E(M)降低，则μ降低，反之，则μ增加；Mk为第k次迭代时的M值，其中M为列向量(m0,m1,...,m7)T；1.2.4.2利用变换矩阵Mk计算目标图像的新坐标，并计算误差指标函数E(Mk)其中：E(Mk)表示第k次迭代时的E(M)值，E(M)值的计算公式为：E(M)=12Σi=1N[(m0xi′+m1yi′+m2m6xi′+m7yi′+1-xi′)2+(m3xi′+m4yi′+m5m6xi′+m7yi′+1-yi)2]]]>1.2.4.3利用下式计算误差ei(M)的Jacobian矩阵J(M)：J(M)=∂e1(M)∂m0∂e1(M)∂m1...∂e1(M)∂m7∂e2(M)∂m0∂e2(M)∂m1...∂e2(M)∂m7∂eN(M)∂m0∂eN(M)∂m1...∂eN(M)∂m7]]>其中：误差ei(M)的计算公式为：ei(M)=[(m0xi′+m1yi′+m2m6xi′+m7yi′+1-xi′)2+(m3xi′+m4yi′+m5m6xi′+m7yi′+1-yi)2]12]]>1.2.4.4根据公式ΔM＝‑[JT(M)J(M)+μI]‑1JT(M)e(M)计算变换矩阵增量ΔM；1.2.4.5若E(Mk)＜ε，则结束；否则计算Mk+1，并计算误差指标函数E(Mk+1)其中：Mk+1＝Mk+ΔM；1.2.4.6若E(Mk+1)＜E(Mk)，则令k＝k+1，μ＝μ/β，转到步骤1.2.4.2；否则不更新变换矩阵M，Mk+1＝Mk，μ＝μβ，转到步骤1.2.4.4；1.3将原右视图的每一个像素点依次与校正变换矩阵M2D相乘，得到新的右视图即校正后视图；1.4用后处理方法去除部分图像中由校正变换引起的噪声，后处理方法为对没有像素生成的坐标位置，将该坐标位置点周围8个点的像素值的均值作为该坐标位置点像素值，得到最终改进后的右视图，垂直视差得到消减。