模式识别与人工智能
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模式识别与人工智能  2010, Vol. 23 Issue (3): 385-395    DOI:
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基于分割约束的α扩展体视算法
卢阿丽,唐振民
南京理工大学 计算机科学与技术学院 南京 210094
An α-Expansion Stereo Algorithm Based on Segment-Constraint
LU A-Li,TANG Zhen-Min
School of Computer Science and Technology,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094

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摘要 

提出一种改进的基于图切割的体视算法。首先,定义一种具有鲁棒性和适应性的能量函数,并证明所定义的能量函数的图可构造性。该能量函数利用rank变换减少数据项的噪声干扰,利用基于颜色相似度的自适应截断线性模型保护视差的不连续性。其次,分析目前图切割体视算法的复杂度,提出一种基于分割约束的α扩展操作。该操作根据颜色连通区域内视差平滑的特征,减少像素视差的搜索范围,引进距离变换获取α的候选对应,作为每次扩展时构造图的顶点,从而减少图中最大流的计算量。最后,利用视差分布下降的顺序进行α扩展来降低算法的迭代总数。实验结果表明,以上改进可有效提高图切割体视算法的计算效率和匹配精度。

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卢阿丽
唐振民
关键词 体视图切割α扩展距离变换最大流    
Abstract

An improved stereo algorithm based on graph cuts is developed. Firstly, a robust and adaptive energy function is defined and its graph-representability is proved. The function employs rank transform to reduce noises of data term and utilizes adaptive truncated liner model based on color similarity to preserve the discontinuities of disparity. Secondly, the complexity of the existing graph cuts based stereo algorithms is analyzed, and an α-expansion operation based on segment-constraint is presented. According to disparity smoothness in color connectivity regions, the search range for every pixel is reduced and distance transform is introduced to get candidate correspondences of the disparity α as vertices of the constructed graph in each expansion, thus the computation cost of the maximum flow on graphs is reduced. Finally, α-expansion is operated in descending sequence of the disparity distribution to reduce the total number of iteration. The experimental results show that the improved algorithm can effectively raise the computation efficiency and matching accuracy of stereo ones based on graph cuts.

Key wordsStereo    Graph Cuts    α-Expansion    Distance Transform    Maximum Flow   
收稿日期: 2009-03-16     
ZTFLH: TP391.41  
作者简介: 卢阿丽,女,1982年生,博士研究生,主要研究方向为计算机视觉、图像处理.E-mail:clara82@163.com.唐振民,男,1961年生,教授,博士生导师,主要研究方向为模式识别、图像处理、人工智能.
引用本文:   
卢阿丽,唐振民. 基于分割约束的α扩展体视算法[J]. 模式识别与人工智能, 2010, 23(3): 385-395. LU A-Li,TANG Zhen-Min. An α-Expansion Stereo Algorithm Based on Segment-Constraint. , 2010, 23(3): 385-395.
链接本文:  
http://manu46.magtech.com.cn/Jweb_prai/CN/      或     http://manu46.magtech.com.cn/Jweb_prai/CN/Y2010/V23/I3/385
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