基于相位信息的立体图像匹配研究

论文摘要

立体匹配是立体视觉中的关键问题,使通过像点获取距离信息、实现三维立体再现成为可能,在特征检测、目标识别、医学图像处理等领域有广阔的应用前景。相位匹配具有视差精度高、稳定性好、可以并行计算等优点,是立体匹配中的重要研究方向。本文首先介绍了立体匹配技术的研究现状、研究内容以及常用算法;然后针对现有相位匹配方法中的相位卷绕和相位奇异点问题进行了分析和研究,提出一种相位匹配新算法。该算法构造了一种新的匹配测度函数,对于任意给定的视差,将立体匹配的任务转换为寻找某视差值,使得理想相位差与实际测定相位差实现最佳匹配。该方法综合了各个尺度滤波器输出的信息,能够得到精确的视差估计,鲁棒性高,且预测的视差范围大。另外,为满足图像匹配实时性的要求,本文在分析相位差—频率法的基础上,提出一种改进的相位匹配快速算法。该算法利用Gabor奇偶对称滤波器提取图像对的相位差,然后进行视差计算,无需显式计算左右带通分量的局部相位,具有较高的运算效率,易于软件和硬件实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 立体匹配技术研究现状
• 1.1.1 国外立体匹配技术的发展
• 1.1.2 国内立体匹配技术的发展
• 1.2 本文的主要研究内容和组织结构
• 第二章 立体匹配
• 2.1 引言
• 2.2 立体匹配原理
• 2.3 立体匹配的研究内容
• 2.3.1 匹配基元的选择
• 2.3.2 匹配约束
• 2.4 立体匹配算法分类
• 2.4.1 基于区域相关的匹配方法
• 2.4.2 基于特征的匹配方法
• 2.4.3 基于相位的匹配方法
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于相位信息的立体匹配新算法
• 3.1 引言
• 3.2 图像相位与立体视差的关系
• 3.3 Gabor滤波器原理
• 3.3.1 Gabor滤波器表达式
• 3.3.2 Gabor滤波器的性质
• 3.4 相位匹配基本原理
• 3.4.1 相位卷绕问题分析
• 3.4.2 图像的尺度谱
• 3.4.3 不稳定相位区域的确定
• 3.5 相位匹配新算法
• 3.5.1 算法实现
• 3.5.2 实验结果及分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 改进的相位匹配快速算法
• 4.1 引言
• 4.2 相位差--频率法
• 4.2.1 Gabor滤波器提取局部相位信息
• 4.2.2 利用相位差和瞬时频率进行视差估计
• 4.3 改进的相位匹配快速算法
• 4.3.1 算法提出
• 4.3.2 算法实现
• 4.4 实验结果及分析
• 4.5 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况
• 致谢