基于多特征AD-Census变换的立体匹配算法

1

作者 陆雨薇 常修源 +1 位作者 龙辉 覃高杰 《信息技术与信息化》 2025年第6期6-10,共5页

立体匹配算法的误匹配率一直是影响双目立体视觉精度的关键因素之一。为提高匹配的准确性和鲁棒性,文章提出了一种自适应多特征融合的立体匹配算法。首先,在代价计算阶段,结合图像区域的纹理复杂度,自适应调整Census变换窗口的大小,从... 立体匹配算法的误匹配率一直是影响双目立体视觉精度的关键因素之一。为提高匹配的准确性和鲁棒性,文章提出了一种自适应多特征融合的立体匹配算法。首先,在代价计算阶段,结合图像区域的纹理复杂度,自适应调整Census变换窗口的大小,从而增强算法在不同复杂区域中的适应性。此外,在传统AD和Census变换特征的基础上,引入基于梯度信息的Census变换,并结合区域纹理信息计算特征融合权重,从而构建更加精确和可靠的匹配代价。其次,在代价聚合阶段,采用基于距离权重的十字交叉聚合策略,对视差值进行有效的重分配,减少误匹配的发生。并利用赢家通吃(WTA)算法获取初始视差后,通过左右一致性检测和亚像素精细化技术对视差结果进行后处理优化,以获得更加精确的视差图。实验结果表明,在Middlebury标准测试数据集中,所提算法在非遮挡区域和全区域的误匹配率分别为8.02%和11.15%,并且在实际三维测量中,最大误差为0.242%。实验结果验证了所提算法的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 机器视觉 立体匹配 自适应权重 ad-census 十字交叉法

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一种基于自适应窗口的改进AD-Census立体匹配算法

2

作者 叶娟 张宏 《电脑与信息技术》 2025年第3期1-5,22,共6页

传统的AD-Census立体匹配算法在计算Census代价时使用固定的矩形窗口和权重,导致在实际应用时自适应性不强且在弱纹理区域的匹配误差较大。为解决这一问题,提出了一种改进的AD-Census立体匹配算法,该算法在计算Census代价时采用自适应... 传统的AD-Census立体匹配算法在计算Census代价时使用固定的矩形窗口和权重,导致在实际应用时自适应性不强且在弱纹理区域的匹配误差较大。为解决这一问题,提出了一种改进的AD-Census立体匹配算法,该算法在计算Census代价时采用自适应窗口和权重的策略。通过比较匹配点与周围像素的灰度差异,并根据相似灰度像素的数量来评估该点是否处于弱纹理区域,从而动态调整Census变换的窗口形状和融合权重。该方法在纹理较弱的情况下更好地利用了周围的纹理信息,可以减少误匹配情况的发生。实验结果使用Middlebury第3代双目立体匹配评估平台进行验证,结果显示,与传统的AD-Census立体匹配算法相比,新选择的4组图像对的所有像素点的平均误差减小了53%,非遮挡区域的平均误差减小了13.5%,由此可见,改进后的算法在弱纹理区域能够表现出更好的效果,性能得到了提升,并且提高了匹配的准确性。 展开更多

关键词 立体匹配 自适应窗口 ad-census 弱纹理区域

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基于自适应权重AD-Census变换的双目立体匹配 被引量：36

3

作者 王云峰 吴炜 +1 位作者 余小亮 王安然 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期153-160,共8页

针对AD-Census变换采用固定权重将AD变换代价与Census变换代价合成的双目立体匹配代价无法体现像素点区域特征的问题,提出一种基于自适应权重AD-Census变换的双目立体匹配算法。算法首先通过增加相邻像素点的灰度差阈值条件改善十字支... 针对AD-Census变换采用固定权重将AD变换代价与Census变换代价合成的双目立体匹配代价无法体现像素点区域特征的问题,提出一种基于自适应权重AD-Census变换的双目立体匹配算法。算法首先通过增加相邻像素点的灰度差阈值条件改善十字支撑自适应窗口;然后以每个像素点的十字支撑自适应窗口的最短臂长为自变量,利用指数形式的函数,进行AD变换代价与Census变换代价合成权重的自适应设置。由于像素点十字支撑自适应窗口的最短臂长能够反映像素点的区域特性,因此自适应设置的权重大小与像素点的区域特性直接相关,计算图像边缘区域像素点的匹配代价时,AD变换的权重大;计算平滑区域像素点的匹配代价时,Census变换的权重大。Middlebury第3代双目立体匹配评估平台的结果显示,基于自适应权重AD-Census变换的双目立体匹配性能与基于AD-Census变换的双目立体匹配性能相比,所有图像集的全部像素点的视差平均误差减小了25%,非遮挡像素点的视差平均误差减小了20%,性能得到了提升;平台上包括Adir在内的多个图像集的匹配结果表明基于自适应权重AD-Census变换的双目立体匹配更适合含纹理丰富、存在重复区域的图像。 展开更多

关键词 立体匹配 自适应权重 ad-census 十字支撑 匹配代价

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基于AD-Census代价及目标检测的吊车防碰线技术 被引量：7

4

作者 方春华 陆杰炜 +3 位作者 董晓虎 程绳 吴军 申万科 《电子测量技术》 北大核心 2022年第13期141-145,共5页

针对大型吊车在高压输电线路下施工易发生碰线事故的问题,提出一种基于目标检测和双目测距的方法来对风险进行管控。所提方法首先使用YOLOv4算法对输电线进行检测,然后考虑到双目相机处于不同拍摄角度会导致图像存在亮度差异的情况,提... 针对大型吊车在高压输电线路下施工易发生碰线事故的问题,提出一种基于目标检测和双目测距的方法来对风险进行管控。所提方法首先使用YOLOv4算法对输电线进行检测,然后考虑到双目相机处于不同拍摄角度会导致图像存在亮度差异的情况,提出了基于AD-Census代价的SGBM双目测距算法对输电线进行测距。最后通过实验验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法在检测输电线时平均置信度能够达到81.67%,在5~8 m以内测量误差能够控制在0.4 m以内,平均检测测距用时50 ms。相比原始双目测距算法,改进算法的测量精度有一定提升。所提方法能够准确测量吊臂与输电线间的距离,对防止吊车碰线具有一定意义。 展开更多

关键词 输电线路 目标检测 ad-census代价 双目测距

原文传递

基于截断AD-Census函数的立体匹配算法 被引量：1

5

作者 张健 覃翠 《电子器件》 CAS 北大核心 2023年第1期109-114,共6页

双目视觉技术是重要的立体成像技术之一,该技术的核心是计算匹配像素点之间的视差值,而这种计算依赖于代价函数的设计。其中Absolute Difference Census(AD-Census)函数作为代价函数是常用的方法,但该方法受权重系数的影响较大。为了有... 双目视觉技术是重要的立体成像技术之一,该技术的核心是计算匹配像素点之间的视差值,而这种计算依赖于代价函数的设计。其中Absolute Difference Census(AD-Census)函数作为代价函数是常用的方法,但该方法受权重系数的影响较大。为了有效提高AD-Census函数的匹配精度,提出向AD-Census函数中添加截断参数以改进其匹配效果,保证了代价聚合时像素的绝对值和梯度不会出现因其中一个值较大,而导致另一个值的影响被忽略的情况出现,从而提高匹配精度,与传统的AD-Census函数相比失配率可以降低6%以上。 展开更多

关键词 截断ad-census函数 立体匹配 代价函数 匹配精度 误匹配率

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基于AD-Census的双目立体匹配改进算法 被引量：1

6

作者 车德福 尚祥祥 +1 位作者 王夺 孙彦恩 《东北大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第11期1621-1628,共8页

针对绝对值之差(absolute difference,AD)-Census等传统双目立体匹配算法在低纹理区域、重复纹理区域匹配精度低的问题,提出一种融合大尺度窗口信息与曼哈顿距离的双目立体匹配算法.使用改进的绝对误差和(sum of absolute differences,S... 针对绝对值之差(absolute difference,AD)-Census等传统双目立体匹配算法在低纹理区域、重复纹理区域匹配精度低的问题,提出一种融合大尺度窗口信息与曼哈顿距离的双目立体匹配算法.使用改进的绝对误差和(sum of absolute differences,SAD)代价与多灰度阈值Census代价计算得到融合代价,根据邻域像素与中心点的曼哈顿距离赋予权重,减少边缘像素对代价的影响.通过大尺度的窗口提取到的差异信息对融合代价进行筛选过滤,改善了算法在重复纹理区域、灰度相似区域精度较低的问题.与传统的AD-Census算法相比,该算法误匹配率减少约18%,对算法进行图形处理器(graphic processing unit,GPU)移植,使得算法在不同尺度分辨率的图像上运行速度提升1~2个数量级,满足双目立体匹配算法快速准确的需求. 展开更多

关键词 双目立体视觉 立体匹配 ad-census 绝对误差和

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一种改进的AD-Census立体匹配算法 被引量：1

7

作者 王群伟 赖松林 +1 位作者 周海芳 程文帆 《有线电视技术》 2016年第3期41-44,共4页

本文提出了一种基于加权支持域的AD-Census立体匹配算法。该算法结合SAD和Census变换的匹配代价的特点来替代传统的匹配代价,考虑到图像的纹理结构和像素信息,可有效提高算法的匹配精度和抗干扰性;采用加权支持域的方法来替代传统的窗... 本文提出了一种基于加权支持域的AD-Census立体匹配算法。该算法结合SAD和Census变换的匹配代价的特点来替代传统的匹配代价,考虑到图像的纹理结构和像素信息,可有效提高算法的匹配精度和抗干扰性;采用加权支持域的方法来替代传统的窗口累积法,同时考虑了局部区域的相似度和相近度,可有效改善深度不连续区域的匹配精度。实验结果表明,该算法计算简单,鲁棒性好,匹配精度高。 展开更多

关键词 立体匹配 加权支持域 ad-census 算法

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改进型AD-Census变换在双目测距中的应用研究 被引量：1

8

作者 闫小宇 陆凡凡 葛芦生 《软件导刊》 2022年第8期138-143,共6页

针对传统的Census变换过度依赖中心像素点,且随着支持窗口的增大其代价计算耗时也随之增加的问题,提出一种改进型AD-Census变换算法,并将其应用于双目测距系统。改进型AD-Census变换在中心像素周围选取等距的8个像素点进行两两比较得到... 针对传统的Census变换过度依赖中心像素点,且随着支持窗口的增大其代价计算耗时也随之增加的问题,提出一种改进型AD-Census变换算法,并将其应用于双目测距系统。改进型AD-Census变换在中心像素周围选取等距的8个像素点进行两两比较得到一个字节的比特串,将左右视场中对应的比特串进行异或得到Hamming距离作为对应窗口的初始代价,得到对应的视差图,最终计算目标的距离。由耗时对比实验可知,该算法对低像素图形和高像素图形代价计算时耗分别稳定在0.2s、6.8s左右,是传统AD-Census变换耗时的近1/3。在测距实验中采用该算法测得被测物距离摄像头光心为800~3 000mm时,实测和实际距离相对误差百分比绝对值小于5%。该算法不仅在立体匹配速度上有很大提升,而且该算法的精度满足测距实验要求。 展开更多

关键词 计算机视觉 ad-census变换 立体匹配 双目测距

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结合多路梯度与重排序的AD-Census立体匹配算法

9

作者 林森 刘傲 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第4期161-168,共8页

针对局部立体匹配算法在深度不连续和弱纹理区域匹配精度低,且容易受到噪声干扰的问题,提出一种结合多路梯度与重排序的AD-Census立体匹配算法。对传统的AD-Census变换进行改进,重排序不同尺度变换窗口中的像素,取中值作为中心像素点计... 针对局部立体匹配算法在深度不连续和弱纹理区域匹配精度低,且容易受到噪声干扰的问题,提出一种结合多路梯度与重排序的AD-Census立体匹配算法。对传统的AD-Census变换进行改进,重排序不同尺度变换窗口中的像素,取中值作为中心像素点计算Hamming距离,使其对噪声具有更强的鲁棒性,并将八方向梯度信息相融合进行代价计算以增强可靠性;采用十字交叉域和4路径扫描线优化进行代价聚合,提高匹配精度;采用赢家通吃法则进行视差计算,同时引入多步骤视差优化策略得到最终的视差图。在Middlebury测试平台提供的标准立体图像上,所提算法的平均误匹配率低至4.62%,与经典和新颖算法相比,匹配精度明显提高,具有更强的稳健性。 展开更多

关键词 双目视觉 立体匹配 ad-census 多路梯度

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基于局部信息熵和改进AD-Census变换的自适应立体匹配 被引量：2

10

作者 雷经发 韦子涵 +2 位作者 李永玲 赵汝海 张淼 《激光与光电子学进展》 北大核心 2025年第2期195-203,共9页

为了提高传统局部匹配算法在弱纹理区域的匹配精度,解决AD-Census变换在代价融合过程中未能很好适应局部区域特征的问题,提出一种基于局部信息熵和改进AD-Census变换的自适应立体匹配算法。在代价计算阶段:首先对输入图像进行局部信息... 为了提高传统局部匹配算法在弱纹理区域的匹配精度,解决AD-Census变换在代价融合过程中未能很好适应局部区域特征的问题,提出一种基于局部信息熵和改进AD-Census变换的自适应立体匹配算法。在代价计算阶段:首先对输入图像进行局部信息熵计算,根据像素点邻域局部信息熵选择改进Census变换的自适应窗口大小;然后由局部信息熵值计算自适应融合权重值,获得改进Census和AD代价的融合代价。在代价聚合部分,引入单方向动态规划聚合算法。最后经过视差计算和优化得出最终视差结果。选用Middlebury测试平台上标准图像对算法进行测试,实验结果显示,所提算法在非遮挡区域和全部区域的平均误匹配率分别为5.94%和8.37%,匹配效果优于很多现有算法,并具有较好的适用性和抗噪能力。 展开更多

关键词 立体匹配 局部信息熵 ad-census 自适应权重 代价聚合

原文传递

基于十字支撑臂的自适应权重AD-Census抗噪立体匹配算法

11

作者 崔思栋 张磊 +4 位作者 张海峰 岳凤英 岳智超 王玥 李文浩 《激光与光电子学进展》 北大核心 2025年第12期237-247,共11页

针对行星表面光照条件不稳定、噪声干扰大、地面场景单一,以及传统立体匹配算法在弱纹理和视差不连续区域匹配效果不佳的情况,提出了一种改进自适应权重AD-Census变换的抗噪立体匹配算法。在Census变换中使用高斯加权圆形匹配模板,建立... 针对行星表面光照条件不稳定、噪声干扰大、地面场景单一,以及传统立体匹配算法在弱纹理和视差不连续区域匹配效果不佳的情况,提出了一种改进自适应权重AD-Census变换的抗噪立体匹配算法。在Census变换中使用高斯加权圆形匹配模板,建立邻域内像素与中心像素的距离关系,与Canny梯度融合得到最终改进Census代价。基于此,将改进的Census变换与AD变换合成AD-Census变换,并进行合成权重的自适应设置,通过增加相邻像素点的灰度差阈值条件改善十字交叉域自适应窗口,区分弱纹理区域和边缘区域。实验表明,改进的AD-Census算法在Middlebury测试图像集上的平均误匹配率为8.7%,平均运行时间减少了30%,对光照和噪声具有更好的鲁棒性。最后在模拟行星表面场景下进行了仿真分析。 展开更多

关键词 立体匹配 代价聚合 ad-census变换 自适应权重

原文传递

基于双目视觉的三维重构算法实现 被引量：10

12

作者 王媛媛 刘学成 伍凤娟 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第4期136-138,141,共4页

基于Altera DE1 SOC开发平台,选用OV7725互补金属氧化物半导体(CMOS)摄像头组进行图像采集,经现场可编程门阵列(FPGA)预处理后由视频图形阵列(VGA)显示器显示。基于双目视觉的三维场景重构算法包含图像预处理、多线程加速立体匹配以及AD... 基于Altera DE1 SOC开发平台,选用OV7725互补金属氧化物半导体(CMOS)摄像头组进行图像采集,经现场可编程门阵列(FPGA)预处理后由视频图形阵列(VGA)显示器显示。基于双目视觉的三维场景重构算法包含图像预处理、多线程加速立体匹配以及AD-Census匹配,采用了Verilog HDL和统一计算设备架构(CUDA)编程实现。实验结果表明:系统实现了以7帧/s速度计算640像素×480像素大小的深度图;并且可以将以1.8°为间隔的150幅深度图转换为点云,重构出270°左右视野内的三维场景。 展开更多

关键词 双目视觉 ad-census算法 重构 三维场景

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基于改进多权值滑动窗口的立体匹配方法的实现及应用 被引量：2

13

作者 杜娟 沈思昀 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2019年第S11期241-245,共5页

立体视觉的核心问题是通过立体匹配算法获得准确的视差值,然而大多数现有的立体匹配算法无法在低纹理或接近无纹理的区域中获得准确的视差值。为了解决低纹理区域匹配精度相对偏低、高精度半全局匹配算法运算量较大的问题,文中提出了一... 立体视觉的核心问题是通过立体匹配算法获得准确的视差值,然而大多数现有的立体匹配算法无法在低纹理或接近无纹理的区域中获得准确的视差值。为了解决低纹理区域匹配精度相对偏低、高精度半全局匹配算法运算量较大的问题,文中提出了一种基于自适应滑动窗口的立体匹配算法。首先通过AD-Census变换计算匹配代价,然后针对不同区域调节聚合窗口形状及像素点权重,最后结合符合人体视觉特征的多尺度代价聚合框架获得聚合匹配代价,采用赢者通吃策略获取最终的稠密视差图。实验结果证明,该算法在低纹理区域的误匹配率相比较传统方案的下降范围为5.8%~21.68%,运算时间较半全局算法更短。 展开更多

关键词 立体匹配 ad-census变换 高斯金字塔 自适应滑动窗口

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基于超像素分割的孪生网络双目立体匹配方法研究 被引量：4

14

作者 陆玮 刘翔 薛冕 《电子科技》 2021年第9期73-78,共6页

图像若存在纹理缺乏、遮挡、边缘深度不连续等情况,其双目匹配精度会降低。针对这一问题,文中将经过均值滤波预处理和SLIC超像素分割形成的超像素区域作为Siamese孪生深度学习网络模型的输入,进行了图像局部信息匹配代价计算。该方法有... 图像若存在纹理缺乏、遮挡、边缘深度不连续等情况,其双目匹配精度会降低。针对这一问题,文中将经过均值滤波预处理和SLIC超像素分割形成的超像素区域作为Siamese孪生深度学习网络模型的输入,进行了图像局部信息匹配代价计算。该方法有效提升了视差计算时边缘区域的辨识度,避免了视差图边缘膨胀、模糊、不连续等问题,提高了立体匹配的准确度。实验部分基于Middlebury立体视觉数据集测试平台,并与SGM半全局匹配、自适应权重AD-Census等方法得出的视差图进行比较。结果显示,该算法在深度不连续区域和缺乏纹理区域的匹配效果改善较为明显,且平均视差误差和平均错误率均有所降低,具有更好的鲁棒性。 展开更多

关键词 双目视觉 超像素分割 SLIC算法 立体匹配 孪生网络 SGM算法 ad-census算法 Middlebury数据集

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基于双目立体视觉的连铸坯缺陷定位研究 被引量：2

15

作者 刘光举 刘琼 杜荣谦 《电子测量技术》 北大核心 2024年第20期24-31,共8页

为获取因去毛刺机故障产生的连铸坯缺陷位置,提出一种基于双目视觉的缺陷定位方法。首先针对AD-Census算法在铸坯图像匹配效果不佳问题,提出一种窗口中心像素噪声检测方法,将邻域像素信息替代噪声像素点,并在代价函数计算中融入多方向... 为获取因去毛刺机故障产生的连铸坯缺陷位置,提出一种基于双目视觉的缺陷定位方法。首先针对AD-Census算法在铸坯图像匹配效果不佳问题,提出一种窗口中心像素噪声检测方法,将邻域像素信息替代噪声像素点,并在代价函数计算中融入多方向梯度代价,提高初始代价的可靠性;其次设计一种基于梯度阈值的自适应窗口代价聚合,提高算法在弱纹理区和边缘区域的匹配效果;最后将铸坯视差图进行三维坐标转换,完成对连铸坯缺陷定位。实验表明,本文提出的双目视觉缺陷定位方法,视差图匹配精度高,且铸坯缺陷深度的平均定位误差在1 mm以内,可为后续缺陷处理装置提供可靠的位置信息。 展开更多

关键词 连铸坯 双目视觉 ad-census 缺陷定位

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基于双目视觉的三维重建技术研究 被引量：5

16

作者 符亚云 胡庆胜 +1 位作者 牛一 杨少杰 《河南科技》 2021年第1期16-18,共3页

随着计算机运算速度的提高以及图像采集设备的更新换代,人们越来越不满足于传统三维测量方式,非接触式测量技术蓬勃发展,成为国内外学者研究的热点,双目三维重建是研究重点之一。本文首先介绍了基于双目视觉的三维重建技术,然后在MATLAB... 随着计算机运算速度的提高以及图像采集设备的更新换代,人们越来越不满足于传统三维测量方式,非接触式测量技术蓬勃发展,成为国内外学者研究的热点,双目三维重建是研究重点之一。本文首先介绍了基于双目视觉的三维重建技术,然后在MATLAB和OpenCV实验平台上,采用经典立体匹配算法即AD-Cen⁃sus算法对花瓶进行三维重建。 展开更多

关键词 双目视觉 三维重建 ad-census算法

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基于Census变换和多扫描线优化的半全局立体匹配算法 被引量：8

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作者 朱荣华 葛广英 +2 位作者 张广世 申哲 孙群 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期978-984,共7页

为了解决局部匹配算法误匹配率高的问题,提出一种基于AD-Census变换和多扫描线优化的半全局匹配算法。首先,通过绝对差AD算法与Census变换相结合作为相似性度量函数计算初始匹配代价,并构建动态交叉域聚合匹配代价;然后在代价聚合计算阶... 为了解决局部匹配算法误匹配率高的问题,提出一种基于AD-Census变换和多扫描线优化的半全局匹配算法。首先,通过绝对差AD算法与Census变换相结合作为相似性度量函数计算初始匹配代价,并构建动态交叉域聚合匹配代价;然后在代价聚合计算阶段,将一维动态规划的代价聚合推广到多扫描线优化,利用上下左右四个方向逐次扫描进行匹配代价聚合的计算,并引入正则化约束以确保匹配代价聚合的一致性,大大减少初始代价中的匹配异常点;最后,运用简单高效的胜者为王策略选出像素点在代价聚合最小时对应的视差,并在视差细化阶段,采用左右一致性检测和抛物线拟合方法进行后续处理以提高立体匹配的正确率。实验结果证明,该算法可获得高匹配率的视差图并且耗时较少。 展开更多

关键词 半全局立体匹配 ad-census变换 匹配代价 动态交叉域 正则化 多扫描线优化 视差图

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