基于跨尺度PatchMatch的立体匹配算法

来源：电子测量技术杂志2022年第12期北京时间：

作者：王正家，陈长乐，徐研彦，陈钒齐

单位：1.湖北工业大学 机械工程学院 武汉 430068;2.湖北工业大学 底特律绿色工业学院 武汉 430068

摘要：针对现有的PatchMatch（3D标签优化）立体匹配算法存在对图像中弱纹理、视差不连续区域匹配精度低的问题，提出了一种结合超像素分割和跨尺度PatchMatch的立体匹配算法。首先，通过高斯下采样获得多尺度图像并对各尺度图像超像素分割。其次，基于四色定理腐蚀超像素边界使3D标签在超像素上迭代传播具有子模性和独立性，生成的子模能量用图割（Graph Cut，GC）算法得到最优解。最后，提出跨尺度能量函数模型，约束不同尺度下同名像素3D标签能量一致，使3D标签迭代传播可在不同尺度进行GC优化，获得最优视差图。在Middlebury数据集上的实验结果表明，本文算法对21组弱纹理、复杂纹理图像的平均误匹配率为2.20%，相比其他改进的PatchMatch立体匹配算法误匹配率降低了10.1%，且视差图误匹配可视化显示，弱纹理、视差不连续区域匹配效果优于其他改进的PatchMatch立体匹配算法。

关键词：立体匹配; 3D标签; 跨尺度; 超像素; 视差图

基金资助：国家自然科学基金项目（51275158）