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에지 방향에 적응적인 동적계획법을 이용한 스테레오 정합

Stereo Matching Using Edge Orientations and Adaptive Dynamic Programming

성민철|이상화|조남익
에스케이텔레콤 (주) (SKTelecom)|2009.06|Telecommunications Review|제19권 제3호|pp. 465-478

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동적계획법dynamic programmingstereo matching에너지 함수스테레오 정합에지 방향edge orientationocclusion cost
주제분류전자/정보통신공학

초록

본 논문은 영상의 에지 방향에 따라 최적의 경로가 정해지는 방향성 동적계획법을 이용하여 스테레오 정합 문제를 다루고 있다. 인접하고 있는 시차값들의 연속성과 불연속성을 영상의 특성에 맞게 적응적으로 고려하기 위하여 에지 정보를 이용하는 에너지 함수를 정의하며 동적계획법에 의하여 에너지 함수를 최소화하면서 시차정보를 추출한다. 본 논문에서는 색상분할 정보로부터 추출한 에지 영상에 대하여 체인코드를 적용하여 더욱 정확하게 에지 위치 및 에지 방향을 추정하는 방법을 제안하고 있으며 그 방향정보를 이용하여 영상의 특징 및 에지 방향에 적응적인 동적계획법의 경로를 선택하도록 한다. Middlebury 스테레오 영상을 이용한 실험을 통하여 본 논문에서 제안하는 기법은 기존의 동적계획법에 기반한 기법들과 비교하여 더욱 우수한 시차추정 성능을 보여 주고 있다. 영상의 경계영역에 맞추어 시 차정보를 추정하고 특히 색상변화가 없는 평탄한 영역에 대해서도 안정적인 시차정보를 추정한다. 앞으로 성능을 개 선하기 위하여 다양한 파라미터에 대하여 최적화를 수행하고 새로운 정합 함수를 적용하는 것이 필요하다.

Abstract

This paper proposes a stereo matching algorithm which employs an adaptive directional Dynamic Programming (DP) based on edge orientations. New energy terms are defined to consider the smoothness and discontinuity of neighboring disparities. The disparity maps are estimated when multi-directional DP scheme minimizes the energy function. Chain codes are introduced to find the accurate edge orientations which provide the optimal directional paths in DP scheme. The proposed algorithm eliminates the streak problem of scan-line based DP scheme, and estimates more accurate disparity information in boundary and uniform areas. The experimental results demonstrate that the proposed algorithm shows competitive performance compared with the previous DP based approaches. Further improvement is expected when parameters in the energy functions are optimized.

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