立体匹配是立体视觉从图像生成三维点云的常规手段。立体匹配算法主要是通过建立一个能量代价函数,通过此能量代价函数最小化来估计像素点视差值。立体匹配算法的实质就是一个最优化求解问题,通过建立合理的能量函数,增加一些约束,采用最优化理论的方法进行方程求解,这也是所有的病态问题求解方法。
双目立体匹配可划分为四个步骤:匹配代价计算、代价聚合、视差计算和视差优化。
匹配代价计算的目的是衡量待匹配像素与候选像素之间的相关性。两个像素无论是否为同名点,都可以通过匹配代价函数计算匹配代价,代价越小则说明相关性越大,是同名点的概率也越大。匹配代价计算的方法有很多,本课设使用灰度绝对值差(AD,Absolute Differences)。
代价聚合的根本目的是让代价值能够准确的反映像素之间的相关性。上一步匹配代价的计算往往只会考虑局部信息,通过两个像素邻域内一定大小的窗口内的像素信息来计算代价值,这很容易受到影像噪声的影响,而且当影像处于弱纹理或重复纹理区域,这个代价值极有可能无法准确的反映像素之间的相关性,直接表现就是真实同名点的代价值非最小。
视差计算即通过代价聚合之后的代价矩阵S来确定每个像素的最优