正反立體的視差特點---立體匹配的視差搜索範圍(二)

立體匹配的視差搜索範圍是個很重要的問題,匹配本身也可以理解爲不斷減小視差搜索範圍直至爲1個視差的過程,而不同的匹配方法其實是用不同的方法減小視差搜索範圍。不管採用怎樣的匹配方法,在具體實現上,我們都將面臨以下問題:

1. 初始視差範圍怎樣給定?

2. 匹配中超出圖像尺寸的視差如何處理?

2. 如果切換左右片爲基準片,相應的視差範圍有什麼變化?

第一個問題很基礎,也很簡單,最直接的方法就是自己手工量測幾個點,大致確定範圍,量點可以利用我們的ImageMeasuringApparatus進行量測(下載地址:點擊打開鏈接,原文地址:點擊打開鏈接);

第二個問題,已經討論過了。在上一篇“立體匹配的視差搜索範圍”中(原文地址:點擊打開鏈接),討論了立體匹配中超出圖像尺寸時的處理方法,最後的結論是對於這些視差值賦以很大的懲罰值的方法就可以解決。

第三個問題,將是本文要討論的,這主要是涉及到正立體,反立體的問題,先給出答案:視差範圍取相反數即可。

由於核線影像的匹配僅僅在圖像上處理,而且無論正立體或者反立體都有可能導致負值視差的出現,因此很容易忽略二者的區別。雖然大部分情況,即使忽略二者的區別也不會造成什麼實際的問題,但是當需要考慮物方關係的時候,比如進行遮擋檢測時就必須注意這個區別了。以下詳細說明二者的區別。

理想情況下,用來匹配的核線影像滿足圖1中左圖所示的幾何關係,相應的視差和深度的關係如右圖中Stereo1所示,然而,實際上生成的核線影像的中心常常並非投影中心,這時,左右片的視差範圍將會平移而出現負值,如右圖中Stereo2所示。當然,不管視差搜索範圍如何給定,深度和視差的關係總是負相關的,即深度越大的地方視差越小。


圖 1. 立體成像幾何

以上是正立體的情況,如果以右片爲基準,那就構成反立體,情況就不一樣了。這時,即使生成的核線影像的中心就是投影中心,視差也變成負值,如圖1中Stereo3所示,當出現平移時,還可能出現正值,如圖Stereo4所示。但是有一點是肯定,即深度和視差總是正相關的,即深度越大視差也越大。

圖2展示了正反立體的一個實例,左圖爲正立體,右圖爲反立體。

 

圖 2. 正反立體實例

總之,僅僅從視差的角度看,無論正立體還是反立體,都有可能出現正或負的視差,而這僅僅是因爲投影中心未必在覈線影像的中心。但是視差與深度值的關係,無論是正值還是負值,僅僅與基準片的選擇有關,如果以左片爲基準,那麼負相關,如果以右片爲基準則是正相關。至於一開始的問題就很明顯了,如果切換基準片,則視差範圍僅僅是取相反數就行了。

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