【计算机视觉-从入门到精通系列】 第三章 立体匹配

 3.1 双目立体视觉

       先来做一个简单的实验，拿出两只笔，钢笔、铅笔、圆珠笔都可以，左右手各拿一支笔，然后将两支笔的笔尖慢慢地对上。怎么样？是不是很容易。然后闭上一只眼，再重复以上的实验，如何？比较难对上对不对。

       为什么会这样呢？要解释以上现象，需要先理解一个基本概念--视差(Disparity)。视差就是从有一定距离的两个点上观察同一个目标所产生的差异。从图3-1可以看出同一物体在两个不同的观察下成像结果有所不同，这就是双目立体视觉。在左边的观察中，蜡烛顶端P点的成像位置在像中心左侧0.5cm处，而在右边的观察中，成像位置在像中心右侧0.5cm处。如果这两个观察的是一双眼睛，那么蜡烛在左右眼上的相对位置是明显不同的，这个差异就是视差。视差计算公式如式(3-1)。

       了解了视差，再回过头来解释开头提到的实验。两个笔尖是否可以对上，实际上是一个定位问题。那么视差和定位又有什么关系呢?还是看图3-1，图中与是相似三角形，于是有式(3-2)

       将式(3-1)代入式(3-2)，得式(3-3)

       通过公式，可以看出定位过程是这样的：对于确定的观察者(人眼或相机)而言焦距f、基线b均为已知常数，所以当视差确定时，深度z也确定下来了，即确定了物方与观测者的距离。如果推广到三维空间，当确定像方的x、y两个方向的视差就可以确定被观察的物方点的三维坐标，完成定位。因此笔尖只有在双眼上形成视差时，才