立体匹配中图像重叠分块的实现方法

本文探讨了立体匹配中图像分块处理的问题,指出直接分块会导致接边缝,而重叠分块能有效解决这一问题。通过设置特定的重叠尺寸和参数,确保图像块间无缝连接。在立体匹配中,初始视差图的使用能进一步优化分块处理,减少误匹配率,提高并行处理效率。

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本文分三部分:

1. 图像直接分块的问题;

2. 图像重叠分块的实现原理介绍;

3. 立体匹配中的图像重叠分块的方法介绍;

1. 图像直接分块的问题

由于内存的限制或为了实现并行处理,对图像进行分块处理是必要的。如果仅仅对图像进行分块处理,然后把处理的图像块进行简单的拼接,容易导致界边处缝的问题(如下图所示)。所以,需要在图像分块时使得相邻图像块有一定的重叠,然后选择最优的处理结果填充重叠区域,从而消除接边缝。

   

图 1. 左图为直接分块处理结果,右图为重叠分块处理结果

2. 图像重叠分块的实现原理介绍

### 关于重叠相关算法在MATLAB中的实现 为了理解并实现在MATLAB中的重叠相关算法,可以考虑将图像分割成较小的部分来处理。这种方法有助于减少计算复杂,并提高效率。 #### 使用`normxcorr2`函数进行二维标准化互相关运算 对于立体视觉项目而言,在MATLAB中执行标准的二维规范化交叉关联操作可以通过内置函数`normxcorr2`完成[^1]: ```matlab template = imread('template.jpg'); % Load template image image = imread('mainImage.jpg'); % Load main image to search within ccoeff = normxcorr2(template, image); % Perform normalized cross-correlation ``` 然而,当面对大型数据集时,直接应用此方法可能会遇到内存不足的问题。因此,采用分块处理策略——即所谓的“重叠保存法”,能够有效解决这一挑战[^2]。 #### 实现自定义的重叠相关算法 下面是一个简单的例子展示如何手动编写一个基于窗口滑动机制的相关性检测器,该过程涉及到了模板匹配技术的核心思想: ```matlab function corrResult = customNormXCorr(image, template) imgHeight = size(image, 1); imgWidth = size(image, 2); tplHeight = size(template, 1); tplWidth = size(template, 2); padSizeH = floor(tplHeight / 2); padSizeW = floor(tplWidth / 2); paddedImg = padarray(double(image), [padSizeH, padSizeW], 'both'); corrResult = zeros(imgHeight, imgWidth); for y = 1 : imgHeight for x = 1 : imgWidth subImg = paddedImg(y:y + tplHeight - 1, x:x + tplWidth - 1); meanSubImg = mean(subImg(:)); stdSubImg = std(subImg(:)); meanTpl = mean(template(:)); stdTpl = std(template(:)); numerator = sum((subImg(:) - meanSubImg).* (double(template(:)) - meanTpl)); denominator = numel(template)*stdSubImg*stdTpl; if denominator ~= 0 corrValue = numerator/denominator; else corrValue = 0; %#ok<NASGU> end corrResult(y,x)=corrValue; end end end ``` 上述代码展示了如何通过遍历输入图片的不同位置来进行局部区域内的标准化互相关计算。这不仅适用于小型模板与较大背景图之间的比较,也适合用于更复杂的场景分析任务。
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