基于基因序列比对的立体匹配算法

摘要

计算机视觉中一项重要的研究方向即为立体视觉，它是一种重要三维信息和距离信息的感知技术。通过对场景不同位置的拍摄的图像，在立体匹配技术下进行匹配，根据产生的深度图，重建出场景的三维信息。在立体视觉问题的处理过程中，立体匹配是立体视觉的重要环节，也是最为复杂的过程。本文针对立体匹配的效率和精度问题进行研究，并根据生物学理论实现了基于基因序列比对的立体匹配算法。
　　首先，阐述了立体匹配的国内外现状，深入分析了传统的区域匹配，特征匹配，相位匹配的立体匹配算法。分析了不同算法的优缺点，并提出了对这些算法改进方向。同时，全面阐述了立体匹配的基本原理，其中有立体匹配的特征空间，匹配的约束条件，相似度量，搜索策略，为后面改进算法做好理论支持。
　　其次，详细研究序列比对算法，分析基因序列比对应用于立体匹配的可行性。从三个方面研究了相似性，基因序列与外极限的相似性、序列比对得分函数与立体匹配的视差图的相似性、序列比对算法与立体匹配搜索策略的相似性。验证了可行性，并实现了得分函数。
　　再次，针对传统立体匹配算法实时性差的缺点，利用基因序列比对可并行性，比对时间短的优点，通过建构立体图像中每条极线像素的基因序列化，用基因双序列对比得分矩阵构建二维视差空间图像，二维视差空间图像上的路径寻优及视差确定三步，最终将基因序列比对引入到立体匹配算法中。
　　最后，在VC6.0环境下，实现了基于基因序列比对的立体匹配算法，构架了流程图，最终得到稠密的视差图。与传统算法比较，本文方法有效提高了匹配速度，并大大减低误匹配率。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 立体匹配的国内外研究现状和发展趋势

1．3 论文主要研究内容

第2章 立体匹配的基本原理及实验

2．1 引言

2．2 特征空间

2．3 约束条件

2．4 相似性测度

2．4．1 相似性测度

2．4．2 相似测度实验

2．5 搜索策略

2．5．1 搜索策略

2．5．2 搜索策略实验

2．6 本章小结

第3章 序列比对应用于立体匹配的可行性

3．1 引言

3．2 序列和立体匹配的相似性

3．2．1 基因序列与立体匹配外极线的相似性

3．2．2 序列比对得分函数与视差值的相似性

3．2．3 双序列比对与匹配搜索策略的相似性

3．3 得分矩阵实验

3．4 本章小结

第4章 基于基因序列比对的立体匹配算法

4．1 引言

4．2 基于基因序列比对的立体匹配算法

4．2．1 算法原理

4．2．2 算法实现

4．3 实验结果和性能分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢