9.2.1 双目横向模式[共2页]

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6．后处理

经过以上各个步骤所得到的3-D信息常因各种原因而不完整或存在一定的误差，需要进一步的后处理。常用的后处理主要有以下3类。

（1）深度插值

立体视觉的首要目的是恢复景物可视表面的完整信息，而基于特征的立体匹配算法由于特征常是离散的而只能恢复出图像中在特征点处的视差值。因此在后处理中要追加一个视差表面内插重建步骤，即对离散数据进行插值以得到不在特征点处的视差值。插值的方法很多，如最近邻插值、双线性插值（见3.1.2小节）、样条插值等。另外还有基于模型的内插重建算法。在内插过程中，最重要的问题就是如何有效地保护景物面的不连续信息。从某种意义上说，内插是个重建过程，这里要重建的是与图像信息相容的最佳拟合面，所以内插重建必须满足表面相容性原理。

（2）误差校正

立体匹配是在受到几何畸变和噪声干扰等影响的图像间进行的，另外由于周期性模式、光滑区域的存在，以及遮挡效应、约束原则的不严格性等原因都会在视差图中产生误差，对误差的检测和校正也是重要的后处理内容。这里常需要根据误差产生的具体原因和方式选择合适的技术和手段进行校正。对一种比较通用、快速的视差图误差检测与校正算法的介绍可参见文献[章2012d]。

（3）精度改善

视差的计算和深度信息的恢复是各项后续工作的基础，因此对视差计算的精度常有较高的要求。为提高精度，可在获得一般立体视觉通常的像素级别的视差后进一步改善精度，以达到亚像素级别的视差精度[章2012d]。一种计算量小到O(1)的改善视差精度的方法可参见文献[Huang 2016]。

9.2 双目成像和视差

借助双目成像方式可获得对同一场景的两幅视点不同的图像，双目成像时的模型可看作是由两个单目成像模型组合而成。实际成像时，这两个单目成像模型可用两个单目系统同时采集来实现，也可用一个单目系统先后在两个位置分别采集来实现（这时一般设被摄物和光源没有移动变化）。

根据两个摄像机位姿的不同，双目成像有多种模式，下面介绍几种典型的情况。

9.2.1 双目横向模式

图9.2.1所示为双目成像的一个示意图，其中两个单目系统在水平方向上并列放置，两个镜头的焦距均为λ，其中心间的连线称为系统的基线B。这是最

常用的双目横向模式。利用双目系统可以确定具有像平面坐

标点(x1, y1)和(x2, y2)的世界点W的坐标(X, Y, Z)。如果摄像机

坐标系统和世界坐标系统重合，则像平面与世界坐标系统的

XY平面也是平行的。在以上条件下，W点的Z坐标对两个

摄像机坐标系统都是一样的。如果摄像机坐标系统和世界坐

标系统不重合，可借助2.2.1小节中的方法先进行坐标的平移

和旋转使其重合后

再投影。图9.2.1双目横向成像示意图