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结合Levenberg-Marquardt算法的垂直视差消减方法

李清玉 赵岩 王世刚

李清玉, 赵岩, 王世刚. 结合Levenberg-Marquardt算法的垂直视差消减方法[J]. 中国光学(中英文), 2016, 9(3): 312-319. doi: 10.3788/CO.20160903.0312
引用本文: 李清玉, 赵岩, 王世刚. 结合Levenberg-Marquardt算法的垂直视差消减方法[J]. 中国光学(中英文), 2016, 9(3): 312-319. doi: 10.3788/CO.20160903.0312
LI Qing-yu, ZHAO Yan, WANG Shi-gang. Method of vertical parallax reduction combined with Levenberg-Marquardt algorithm[J]. Chinese Optics, 2016, 9(3): 312-319. doi: 10.3788/CO.20160903.0312
Citation: LI Qing-yu, ZHAO Yan, WANG Shi-gang. Method of vertical parallax reduction combined with Levenberg-Marquardt algorithm[J]. Chinese Optics, 2016, 9(3): 312-319. doi: 10.3788/CO.20160903.0312

结合Levenberg-Marquardt算法的垂直视差消减方法

基金项目: 

国家自然科学基金项目 No.61271315

详细信息
    作者简介:

    李清玉(1989-),女,辽宁葫芦岛人,硕士研究生,2012年于吉林大学获得学士学位,主要从事图像视频方面的研究。E-mail:597181451@qq.com

    通讯作者:

    赵 岩(1971-),女,吉林辽源人,教授,博士生导师,2003年于吉林大学获得博士学位,主要从事图像与视频编码和立体视频处理方面的研究。E-mail:zhao_y@jlu.edu.cn

  • 中图分类号: TN919.8

Method of vertical parallax reduction combined with Levenberg-Marquardt algorithm

Funds: 

Supported by National Natural Science Foundation of China No.61271315

  • 摘要: 垂直视差的存在是影响立体视频观视舒适度的主要因素。为了在不影响水平视差的条件下实现对垂直视差的消减,本文引入Levenberg-Marquardt(L-M)非线性算法实现变换矩阵的精确求解。首先用抗缩放、旋转及仿射变换的SIFT(Scale-invariant feature transform)特征匹配算法检测出双目图像对的特征匹配点,然后根据匹配点的坐标位置运用L-M算法计算可消减垂直视差的变换矩阵,将变换矩阵作用于目标图像,计算出该视图每个像素点的新坐标位置。实验结果表明:与利用线性算法求解二维射影变换矩阵的垂直视差消减方法相比,本文提出的求解方法在垂直视差消减上比该算法提高了约0.029 1~0.323 2个像素,对水平视差的影响比该算法降低了约0.118 7~1.139 1个像素。因此本文提出的方法对垂直视差的消减起到了优化作用。

     

  • 图 1  方法流程图

    Figure 1.  Flowchart of the proposed method

    图 2  射影变换定义

    Figure 2.  Definition of projective transformation

    图 3  breakdancer第7帧的3、4视点实验效果图

    Figure 3.  Experimental results of the 3 and 4 view points of the 7th frame of breakdancer image

    图 4  ballet第1帧的1、2视点实验效果图

    Figure 4.  Experimental results of the 1 and 2 view points of the 1th frame of ballet image

    表  1  不同参数下breakdancer垂直视差消减前后性能评价(单位:像素)

    Table  1.   Experimental results of breakdancer image under different parameters(Unit:pixel)

    参数原图像对eval值文献[6]方法eval值本文方法改进后eval值 原图像对hori值文献[6]方法hori值本文方法改进后hori值
    0.252.684 21.341 81.306 15.355 34.075 94.165 2
    0.402.601 11.533 01.510 85.989 15.456 05.679 1
    0.502.689 71.531 91.502 66.530 26.144 76.188 2
    下载: 导出CSV

    表  2  不同参数下ballet垂直视差消减前后性能评价(单位:像素)

    Table  2.   Experimental results of ballet image under different parameters(Unit:pixel)

    参数原图像对eval值文献[6]方法eval值本文方法改进后eval值原图像对hori值文献[6]方法hori值本文方法改进后hori值
    0.307.033 31.750 01.325 434.133 331.150 032.650 0
    0.407.694 41.781 31.546 231.236 128.468 829.547 3
    0.507.954 51.917 41.663 830.900 028.183 529.934 5
    0.658.321 22.193 91.814 632.842 428.848 529.075 4
    下载: 导出CSV
  • [1] 杜歆,邹泷.视点合成中基于深度的空洞修复[J].浙江大学学报:工学版,2015,49(9):1616-1624.

    DU X,ZOU L. Depth-based hole filling in view synthesis[J]. J. Zhejiang University(Engineering Science),2015,49(9):1616-1624.(in Chinese)
    [2] 王晓燕,王世刚,姜秀红,等.亮度优化立体视频视觉舒适度评价[J].中国光学,2015,8(3):394-400.

    WANG X Y,WANG SH G,JIANG X H,et al.. Evaluation of stereo video visual comfort based on luminance optimization[J]. Chinese Optics,2015,8(3):394-400.(in Chinese)
    [3] 李实秋,雷建军,周志远,等.基于SIFT匹配的多视点立体图像零视差调整[J].红外与激光工程,2015(2):764-768.

    LI SH Q,LEI J J,ZHOU ZH Y,et al.. Zero-disparity adjustment of multiview stereoscopic images based on SIFT matching[J]. Infrared and Laser Engineering,2015(2):764-768.(in Chinese)
    [4] 邵枫,姜求平,蒋刚毅,等.基于显著性分析的立体图像视觉舒适度预测[J].光学 精密工程,2014,22(6):1631-1638.

    SHAO F,JIANG Q P,JIANG G Y,et al.. Prediction of visual discomfort of stereoscopic images based on saliency analysis[J]. Opt. Precision Eng.,2014,22(6):1631-1638.(in Chinese)
    [5] LOOP C,ZHANG Z. Computing rectifying homographies for stereo vision[C]. IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition,Fort Collins,Colorado,USA,1999:125-131.
    [6] 刘利亮,安平,王贺,等.基于公共点提取的多视图像校正[J].信号处理,2011,6(27):857-863.

    LIU L L,AN P,WANG H,et al.. Multi-view images rectification based on common points extraction[J]. Signal Processing,2011,6(27):857-863.(in Chinese)
    [7] ZHOU B L,ZHAO Y,WANG J Y,et al.. Improvement of visual fatigue based on vertical parallax elimination[C]. 2013 9th International Conference on Natural Computation,Shengyang,China,2013:1350-1354.
    [8] DAVID G L. Distinctive image features from scale-invariant keypoints[J]. International J. Computer Vision,2004(60):91-110.
    [9] 王灿进,孙涛,陈娟.局部不变特征匹配的并行加速技术研究[J].液晶与显示,2014,29(2):266-274.

    WANG C J,SUN T,CHEN J. Speeding up local invariant feature matching using parallel technology[J]. Chinese J. Liquid Crystals and Displays,2014,29(2):266-274.(in Chinese)
    [10] HARTLEY R. Theory and practice of projective rectification[J]. International J. Computer Vision,1999(35):115-127.
    [11] 程明明,王贺,安平,等.基于特征点匹配的多视图像校正[J].液晶与显示,2010,8(24):593-597.

    CHENG M M,WANG H,AN P,et al.. Multi-view images rectification based on feature points matching[J]. Chinese J. Liquid Crystals and Displays,2010.8(24):593-597.(in Chinese)
    [12] 姚佳宝,田秋红,陈本永.一种基于L-M算法的RANSAC图像拼接算法[J].浙江理工大学学报:自然科学版,2015,33(4):552-557.

    YAO J B,TIAN Q H,CHEN B Y. RANSAC image stitching algorithm based on L-M algorithm[J]. J. Zhejiang Sci-Tech University(Natural Sciences),2015,33(4):552-557.(in Chinese)
    [13] 项文强,张华,王姮,等.基于L-M算法的BP网络在变压器故障诊断中的应用[J].电力系统保护与控制,2011,39(8):100-103.

    XIANG W Q,ZHANG H,WANG H,et al..Application of BP neural network with L-M algorithm in power transformaer fault diagnosis[J]. Power System Protection and Control,2011,39(8):100-103.(in Chinese)
    [14] SHAO X T,SHAN L,ZONG M L. Levenberg-Marquardt algorithm based nonlinear optimization of camera calibration for relative measurement[C]. 2015 34th Chinese Control Conference(CCC),IEEE,Hangzhou,China,2015:4868-4872.
    [15] 邹泷.3D视频中的虚拟视点合成方法研究[D]. 浙江大学,2015.

    ZOU L. Research on virtual view synthesis for 3D video[D]. Zhejiang University,2005.(in Chinese)
    [16] 高强,金杰,沈丽丽,等.使用EEG分析水平视差对3D图像舒适性的影响[J].红外与激光工程,2014(12):4140-4145.

    GAO Q,JIN J,SHEN L L,et al.. Effect analysis of horizontal parallax on 3D images comfortableness using EEG[J]. Infrared and Laser Engineering,2014(12):4140-4145.(in Chinese)
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-25
  • 修回日期:  2016-02-21
  • 刊出日期:  2016-01-25

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