1、哈 尔 滨 师 范 大 学学士学位论文开题报告论文题目：立体视觉基于区域匹配算法硬件实现研究学生姓名：朱广杰指导教师：李丽萍年 级：06 级专 业：计算机科学与技术2010 年 3 月 1 日课题来源：指导教师李老师指定题目课题研究的目的和意义：立体视觉及其匹配技术在我们周边的很多领域都有广泛的应用如：军事、航天、数字化医学、现代工业设计、商业、娱乐、教育以及传媒等。通过对它的研究还可以促进传感器技术、计算机技术、图像处理技术、机器人技术、人工智能和模式识别等相关学科领域的发展，同时也可以为人类逐步认识自身的视觉机制，逐步解开人类视觉的奥秘打下坚实的基础。因此立体视觉基于区域匹配算法作为立体视
2、觉非常重要的一类匹配技术，因此对立体视觉及其匹配技术的研究变得很重要与必要。对于提高其他区域匹配算法实时性也具有重要借鉴意义。但是立体视觉基于区域的视差搜索算法的一个重要缺点就很繁琐计算工作量大,以 N N 大小的灰度图像，相关窗口尺寸为 W W ,视差搜索范围为 D 为例 ， 直接计算的复杂度为 O( N2W2 D) 。直接影响它们效率的各个因素已经成为了影响其广泛应用的一个重要因素。所以我们要对算法进行研究，找出更好的算法并优化实现，从而更灵活的应用到我们的实际研究中去。国内外同类课题研究现状及发展趋势：立体视觉研究是通过立体投影关系来恢复物体的三维信息,是人类视觉成像的模拟, 同时立体视
3、觉还是一门交叉学科，它与认知心理学和视觉神经系学都密切相关，因此现已成为最热门的研究课题之一。立体视觉问题的彻底解决面临着理论和实践方面的挑战自然场景和认知行为的复杂性以及视觉的定量理论需要大量实验的证明，因此立体视觉匹配算法计还存在着许多未知的理论依据。目前，匹配算法的设计是依靠视觉推理的统计理论知识解决视觉不适定问题。立体视觉匹配的研究基本分为两个方向：从理解人类视觉体融合机制出发，建立一种通用的双眼视觉模型；从实际和要求出发，建立专用的、面向对象的立体视觉系统。该文法设计的各个步骤中，将现有的匹配算法按照区域匹配、特征匹配和相位匹配进行划分。立体视觉基于区域的匹配算法是以区域的相似性作为
4、匹配基元,其优点是可以直接获得致密的深度图，因此基于区域的匹配算法成为广大学者研究立体视觉匹配算法的重点。在未来的研究中，绝大多数都会围绕着采用消除冗余因子和Box 滤波、多级分辨率匹配减小计算复杂度,对算法结构进行改进和优化, 利用基于区域匹配的实时加速技术优化算法，从而达到立体视觉测量结果的最优。课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法：立体视觉匹配算法的探索，必须充分分析各类算法的个性和共性，依靠科学的评价手段，以综合的观点进行算法设计，推出更佳的理论模型。我会将更多的重点放在分析现有的算法，再由硬件实现。而且，算法设计的分为三个步骤，即选择匹配基元，确立相似性测度，利用
5、基于区域匹配的实时加速技术优化算法。研究的内容安排如下：1给出区域匹配算法匹配基元的选择以及相关的理论依据。2给出用于区域匹配度量的相似性测度，并分析了它在算法中表现。3分析区域匹配算法特有的基本属性，并根据缺陷给出了相关的改进措4对算法优化问题的阐述。5根据不同用途对目前的算法评价方法进行分类，为算法设计人员分析算法性能提供科学的评价手段。立体匹配的一个关键问题是计算量大, 实时性难以保证。为促进硬件实现过程，我从三个方面着手对立体区域匹配算法进行优化。首先是在算法结构上,消除冗余计算；其次通过区域法立体匹配加速方法,减少计算时间提高实时性；最后从存储器组织和高速缓存的利用两个方面进行优化实
6、现。课题研究起止时间和进度安排：起止时间2010 年 1 月2010 年 5 月进度安排2010-1-182010-3-1 得到论文题目“立体视觉基于区域匹配算法硬件实现研究” ，并收集资料阅读文献，写开题报告2010-3-2 2010-3-15 熟悉毕业论文的各项要求，了解立体视觉及各种匹配算法，详细的阅读了相关参考资料及文献2010-3-162010-4-1 拟定写作方案，完成写作大纲，确定论文重点是对区域匹配算法加的学习2010-4-2 2010-4-16 完成论文初稿，并发送给指导老师做第一次审查2010-4-172010-4-24 对区域匹配硬件实现通过仿真进行实验调试得出其在算法结构等方面优化实现方法，解决区域匹配实时性问题及优化的解决方法，发送给指导老师做第二次审查2010-4-252010-5-8 修改论文，定稿，老师做第三次审查，完成论文相关简介、答辩提纲，并准备毕业答辩2010-5-9 交论文，答辩课题研究所需主要设备、仪器及药品：计 算 机外出调研主要单位，访问学者姓名：指导教师审查意见：指导教师 （签字）2010 年 3 月 教研室（研究室）评审意见：_教研室（研究室）主任 （签字）2010 年 3 月系（部）主任审查意见：_系（部）主任 （签字）2010 年 3 月
