СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ И ФИЛЬТРАЦИИ КАРТЫ ДИСПАРАНТНОСТИ НА ОСНОВЕ СТЕРЕОИЗОБРАЖЕНИЙ

1. Способ вычисления и фильтрации карты диспарантности на основе стереоизображений, включающий в себя выполнение следующих операций:
исходную стереопару изображений или видеокадров преобразуют из цветового пространства RGB в цветовое пространство LAB;
выполняют вычисление исходной карты диспарантности;
вычисляют карту диспарантности путем последовательных итераций фильтрации карты диспарантности;
рассчитывают степень фильтрации диспарантности согласно итерации;
рассчитывают размер ядра фильтра диспарантности согласно итерации;
вычисляют градиент диспарантности;
выполняют фильтрацию диспарантности в соответствии со степенью фильтрации диспарантности, рассчитанным размером ядра фильтра и вычисленным градиентом диспарантности;
проверяют критерии сходимости, при этом, если они выполнены, фильтрацию прекращают;
выполняют уточнение карты диспарантности.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что входящие стереоданные преобразуют из цветового пространства RGB в цветовое пространство LAB.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходную карту диспарантности представляют в виде полутонового шумового изображения, при этом яркости пикселей шумового изображения отбирают в случайном порядке из диапазона от минимальной яркости пикселя до максимальной яркости пикселя, причем для восьмибитовых изображений диапазон яркостей составляет от 0 до 255.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что адаптацию силы фильтра карты диспарантности в соответствии с итерацией формулируют как
a
1
1
σ(k)=·k+b,
где k - порядковый номер итерации,
a
1
1
, b - линейные коэффициенты.
a
а
2
2
2
2
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку размера ядра фильтра в соответствии с итерацией выполняют по формуле KS(k)=·k+b, где k - порядковый номер итерации, , b - линейные коэффициенты.
2
1
1
2
2
1
1
2
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку условия гладкости градиента диспарантности выполняют по формуле , где Р - верхний предел градиента диспарантности; x, x - являются X - координатами двух точек m и m, для которых вычисляется ограничение градиента диспарантности, при этом в неравенстве градиента диспарантности Y - координаты не учитывают, исходя из предположения, что стереопара уточнена, d, d - являются вычислениями текущей диспарантности точек m и m, при этом для каждого пикселя в опорном изображении проверяют выполнение вышеприведенного неравенства, и пиксель с нарушением принципа градиента диспарантности маркируется и сохраняется в изображении градиента диспарантности (DGI), который определяют как
где mark - число, используемое для указания на нарушение градиента диспарантности.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтрацию диспарантности на k-й итерации определяют как ,
k
c
c
c
c
k-1
r
r
r
c
r
c
где d(x, y) означает карту диспарантности на k-й итерации для текущего пикселя с координатами (x, y), d(x, y) означает карту диспарантности на (k-1)-й итерации для опорного пикселя с координатами (x=x+p, y=y+s),
r
w означает вес опорного пикселя, индекс р изменяется от  до  в направлении X, индекс s изменяется от  до  в направлении Y, и коэффициент нормализации вычисляют как .
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что фильтрацию диспарантности выполняют поэтапно, при этом на первом этапе выполняют построчную обработку, а на втором этапе выполняют обработку по столбцам
,
rowk
c
c
где d(x, y) - результат построчной фильтрации,
k
c
c
d(x, y) - конечный результат фильтрации, полученный после обработки по столбцам, коэффициент нормализации при построчной фильтрации вычисляют как , а коэффициент нормализации при фильтрации по столбцам вычисляют как .
9. Способ по любому из пп.7 и 8, отличающийся тем, что вес фильтра диспарантности вычисляют следующим образом ,
где C() означает функцию, используемую для сравнения окрестностей пикселя,
r
σ - параметр штрафной функции веса для опорного пикселя в опорном изображении,
t
σ- параметр штрафной функции веса для совмещаемого пикселя в совмещаемом изображении,
r
r
(x, y) - координаты опорного пикселя,
t
t
(x, y) - координаты совмещаемого пикселя.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что функцию, используемую для сравнения окрестностей пикселя, определяют как
,
c
c
c
c
c
где I(x,y) означает яркость текущего пикселя с координатами x и y,
r
r
r
r
r
I(x,y) означает яркость опорного пикселя с координатами x и y,
индекс i изменяется от  до  в направлении X,
индекс j изменяется от  до  в направлении Y,
n
σ - параметр гауссиана, управляющий весом пикселя по отношению к его положению согласно текущему положению пикселя, при этом внешние пиксели, а именно удаленные от центрального пикселя, получают малые значения веса, а внутренние пиксели, а именно близкие к центральному пикселю, получают более высокие веса,
и коэффициент нормализации вычисляют как .
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что вес фильтра диспарантности подвергают штрафной функции в случае нарушения условия гладкости градиента карты диспарантности, при этом применяют формулу
,
где h - параметр штрафной функции веса,
r
r
r
r
DGI (x, y) - изображение градиента диспарантности, которое показывает, нарушает ли текущий опорный пиксель (x, y) условие гладкости градиента диспарантности или нет.
12. Способ по любому из пп.7 и 8, отличающийся тем, что вес фильтра диспарантности вычисляют следующим образом: ,
где С() означает функцию, используемую для сравнения окрестностей пикселя,
t
σ - параметр штрафной функции веса для совмещаемого пикселя в совмещаемом изображении,
t
t
(x, y) - координаты совмещаемого пикселя.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что функцию, используемую для сравнения окрестностей пикселя, определяют как
,
c
c
c
c
c
где I(x, y) означает яркость текущего пикселя с координатами x и y,
r
r
r
r
r
I(x, y) означает яркость опорного пикселя с координатами x и y,
индекс i изменяется от  до  в направлении X,
индекс j изменяется от  до  в направлении Y,
n
σ - параметр гауссиана, управляющий весом пикселя по отношению к его положению согласно текущему положению пикселя, при этом внешние пиксели, а именно удаленные от центрального пикселя, получают малые значения веса, а внутренние пиксели, а именно близкие к центральному пикселю, получают более высокие веса, и коэффициент нормализации вычисляют как .
14. Способ по п.12, отличающийся тем, что вес фильтра диспарантности подвергают штрафной функции в случае нарушения условия гладкости градиента карты диспарантности, при этом применяют формулу
,
где h - параметр штрафной функции веса,
r
r
r
r
DGI (x, y) - изображение градиента диспарантности, которое показывает, нарушает ли текущий опорный пиксель (x, y) условие гладкости градиента диспарантности или нет.
gp
p
decl
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что метод вычисления критерия сходимости формулируют как , где N - число пикселей в изображении, для которых выполняется неравенство , N - число пикселей в изображении, T - порог для сходимости вычисления карты диспарантности.
k
k-1
dec2
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что метод вычисления критерия, сходимости сформулирован как , где d и d представляют собой вычисления карты диспарантности на k-й и (k-1)-й итерациях алгоритма; T - порог для сходимости вычисления карты диспарантности.
dec3
dec3
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что метод вычисления критерия сходимости формулируют как k≥T, где k - порядковый номер текущей итерации алгоритма вычисления карты диспарантности, T - порог сходимости при вычислении карты диспарантности.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что уточнение карты диспарантности выполняют с помощью медианного фильтра.
19. Устройство для вычисления и фильтрации карты диспарантности на основе стереоизображений, включающее в себя блок предварительной обработки, блок управления вычислением карты диспарантности, блок фильтрации диспарантности и блок пост-обработки, отличающееся тем, что выход блока предварительной обработки соединен с входом блока управления вычислением карты диспарантности, выход которого соединен с входом блока фильтрации диспарантности, выход которого соединен с входом блока пост-обработки.
20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что блок предварительной обработки карты диспарантности, включающий в себя блок цветового преобразователя и блок вычисления исходной карты диспарантности, отличающееся тем, что вход блока предварительной обработки совпадает с входом цветового преобразователя, а выход цветового преобразователя соединен с входом блока вычисления исходной карты диспарантности, при этом выход блока вычисления исходной карты диспарантности совмещен с выходом блока предварительной обработки.
21. Устройство по п.19, отличающееся тем, что блок управления вычислением карты диспарантности, включающий в себя блок адаптации силы фильтра, блок вычисления размера ядра и блок управления итерацией, отличающееся тем, что вход блока управления вычислением карты диспарантности совмещен с входом блока адаптации силы фильтра, выход блока адаптации силы фильтра соединен с входом блока вычисления размера ядра, выход блока вычисления размера ядра соединен с входом блока управления итерациями, а выход блока управления итерациями совмещен с выходом блока управления вычислением карты диспарантности.
22. Устройство по п.19, отличающееся тем, что блок фильтрации карты диспарантности, включающий в себя блок вычисления градиента карты диспарантности, блок горизонтальной фильтрации диспарантности, и блок вертикальной фильтрации диспарантности, отличающееся тем, что вход блока фильтрации диспарантности совмещен с входом блока вычисления градиента, выход блока вычисления градиента соединен с входом блока горизонтальной фильтрации диспарантности, выход которого соединен с входом блока вертикальной фильтрации диспарантности, выход которого совмещен с выходом блока фильтрации диспарантности.