KR102483641B1 - Method and apparatus for processing binocular image - Google Patents

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Abstract

양안 시차 영상의 처리 방법 및 장치가 개시된다. 양안 시차 영상의 시차 결정 방법은 좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 상기 양안 시차 영상의 이벤트의 분포에 기초하여 상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득하는 단계; 상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산하는 단계; 및 상기 비용 행렬에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.A method and apparatus for processing a binocular parallax image are disclosed. A method for determining disparity of a binocular disparity image may include acquiring characteristics of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on a distribution of events of the binocular disparity image including a left eye image and a right eye image; calculating a cost matrix of pixels matched between the left-eye image and the right-eye image based on the characteristics of the pixels; and determining a parallax of each of the matched pixels based on the cost matrix.

Description

양안 시차 영상의 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING BINOCULAR IMAGE}Binocular parallax image processing method and apparatus {METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING BINOCULAR IMAGE}

아래의 설명은 양안 시차 영상의 처리 기술에 관한 것이다.The following description relates to a processing technique of a binocular parallax image.

종래의 양안 시차 영상에 대한 처리 기술과 관련하여, 다이나믹 시각 센서(Dynamic Vision Sensor, DVS)는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 구성된 영상 센서의 일종이다. DVS에 의해 획득된 영상은 조명 변화의 크기에 근거하여 이벤트를 생성한다. 이벤트 부분은 조명 변화의 크기와 임계값을 비교하여 결정된다. 하지만, DVS에 의해 획득된 영상은 외부 영향에 민감하기 때문에 이벤트 부분에 노이즈가 많고 이벤트의 분포와 수량이 일치하지 않을 수 있다. Regarding conventional binocular parallax image processing technology, a dynamic vision sensor (DVS) is a type of image sensor made of a complementary metal oxide semiconductor (CMOS). Images acquired by DVS generate events based on the magnitude of illumination change. The event portion is determined by comparing the magnitude of the lighting change to a threshold value. However, since the image acquired by DVS is sensitive to external influences, the event part has a lot of noise and the distribution and quantity of the event may not match.

일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법은, 좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 상기 양안 시차 영상의 이벤트의 분포에 기초하여 상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득하는 단계, 상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산하는 단계, 상기 비용 행렬에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정하는 단계를 포함한다.A method for determining a disparity of a binocular disparity image according to an embodiment includes obtaining characteristics of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on a distribution of events of the binocular disparity image including a left eye image and a right eye image. The method may include calculating a cost matrix of pixels matched between the left-eye image and the right-eye image based on characteristics of the pixels, and determining a disparity of each of the matched pixels based on the cost matrix.

상기 특징을 획득하는 단계는, 상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들을 이벤트 부분과 비-이벤트 부분으로 분할함으로써 이벤트의 분포를 획득하는 단계, 상기 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들 각각으로부터 이벤트 부분에 포함된 가장 가까운 픽셀까지의 유클라디언 거리를 계산하는 단계 및 상기 유클라디언 거리들 각각을 상기 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들의 각각의 특징으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.The obtaining of the feature may include obtaining a distribution of events by dividing a plurality of pixels included in the binocular parallax image into an event part and a non-event part, and each of the plurality of pixels included in the non-event part. Calculating a Euclidean distance from to the nearest pixel included in the event part, and setting each of the Euclidean distances as a feature of each of a plurality of pixels included in the non-event part. can

상기 유클라디언 거리를 계산하는 단계는, 상기 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들과 상기 이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들 사이의 유클라디언 거리를 나타내는 복수의 함수의 포물선들을 획득하는 단계, 상기 포물선들 사이의 교점들을 획득하는 단계 및 상기 교점들의 아래쪽 인벨로프를 기초로 상기 가장 가까운 픽셀까지의 유클라디언 거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of the Euclidean distance may include obtaining parabolas of a plurality of functions representing Euclidean distances between a plurality of pixels included in the non-event part and a plurality of pixels included in the event part. The method may include obtaining intersection points between the parabolas and calculating a Euclidean distance to the nearest pixel based on an envelope below the intersection points.

상기 비용 행렬을 계산하는 단계는, 상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 특징 매칭 비용을 계산하는 단계, 상기 픽셀들의 극성에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들의 극성 매칭 비용을 계산하는 단계 및 상기 특징 매칭 비용과 상기 극성 매칭 비용을 기초로 상기 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of the cost matrix may include calculating a feature matching cost of pixels matched between the left eye image and the right eye image based on features of the pixels, polarity matching of the matched pixels based on polarities of the pixels The method may include calculating a cost and obtaining a cost matrix of the matched pixels based on the feature matching cost and the polarity matching cost.

상기 시차를 결정하는 단계는, 상기 비용 행렬을 필터링할 수 있다.In the determining of the disparity, the cost matrix may be filtered.

상기 양안 시차 영상의 시차 결정 방법은 상기 양안 시차 영상에서 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of determining disparity of the binocular disparity image may further include removing noise from the binocular disparity image.

상기 노이즈를 제거하는 단계는, 상기 양안 시차 영상에 직교 분석을 적용함으로써 복수의 특징 벡터들을 획득하는 단계, 상기 복수의 특징 벡터들로부터 특징값들을 계산하는 단계, 상기 특징값들에 기초하여 상기 양안 시차 영상에서 노이즈를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The removing of the noise may include obtaining a plurality of feature vectors by applying orthogonal analysis to the binocular parallax image, calculating feature values from the plurality of feature vectors, and performing the binocular parallax image based on the feature values. A step of removing noise from the parallax image may be included.

상기 양안 시차 영상의 시차 결정 방법은 상기 획득된 시차를 최적화하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of determining the disparity of the binocular disparity image may further include optimizing the obtained disparity.

상기 최적화하는 단계는, 상기 복수의 픽셀들의 시차들 사이의 연관관계를 획득하는 단계 및 상기 획득된 시차들을 상기 연관관계에 기초하여 최적화하는 단계를 포함할 수 있다.The optimizing may include obtaining a correlation between parallaxes of the plurality of pixels and optimizing the obtained parallaxes based on the correlation.

상기 연관관계를 획득하는 단계는, 상기 시차들에 대하여 교차 검증을 적용함으로써 상기 각 시차들에 대한 강인성 값을 획득하는 단계 및 상기 각 시차들에 대한 강인성 값을 기초로 모든 시차들 사이의 연관관계를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.The obtaining of the correlation may include obtaining a robustness value for each disparity by applying cross-validation to the disparity, and a correlation between all disparity based on the robustness value for each disparity. It may include the step of obtaining.

상기 연관관계에 기초하여 최적화하는 단계는, 상기 강인성 값과 상기 연관관계를 기초로 밀집 조건부 랜덤 필드를 획득하는 단계 및 상기 시차들을 상기 밀집 조건부 랜덤 필드를 이용하여 최적화하는 단계를 포함할 수 있다.Optimizing based on the correlation may include obtaining a dense conditional random field based on the robustness value and the correlation, and optimizing the parallaxes using the dense conditional random field.

상기 밀집 조건부 랜덤 필드를 이용하여 최적화하는 단계는, 상기 밀집 조건부 랜덤 필드에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들의 서브 픽셀 수준의 시차를 결정하는 단계 및 상기 서브 필셀 수준의 시차 및 상기 양안 시차 영상을 촬영한 카메라의 초점거리에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들의 깊이 값을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.The optimizing using the dense conditional random field may include determining subpixel level disparity of the matched pixels based on the dense conditional random field, and photographing the subpixel level disparity and the binocular disparity image. The method may include obtaining depth values of the matched pixels based on the focal length of the camera.

일 실시예에 따른 양안 시차 영상을 생성하는 장치는, 좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 상기 양안 시차 영상의 이벤트의 분포에 기초하여 상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득하는 특징 획득부, 상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산하는 행렬 계산부, 상기 비용 행렬에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정하는 시차 결정부를 포함할 수 있다.An apparatus for generating a binocular parallax image, according to an embodiment, acquires characteristics of a plurality of pixels included in the binocular parallax image based on a distribution of events of the binocular parallax image including a left eye image and a right eye image. a matrix calculator for calculating a cost matrix of pixels matched between the left-eye image and the right-eye image based on characteristics of the pixels; and a disparity determiner for determining a disparity of each of the matched pixels based on the cost matrix. can include

상기 양안 시차 영상의 시차 결정 장치는 상기 양안 시차 영상에서 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부를 더 포함할 수 있다.The apparatus for determining disparity of the binocular disparity image may further include a noise removal unit that removes noise from the binocular disparity image.

상기 양안 시차 영상의 시차 결정 장치는 상기 획득된 시차를 최적화하는 최적화부를 더 포함할 수 있다.The apparatus for determining the disparity of the binocular disparity image may further include an optimization unit that optimizes the obtained disparity.

도 1은 일 실시예에 따른 시점이 다른 복수의 카메라를 이용하여 오브젝트에 대한 양안 시차 영상을 획득하는 상황을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법의 순서를 도시한 순서도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 좌안 영상과 우안 영상으로부터 픽셀들의 특징을 획득하는 순서를 도시한 순서도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법에 따라 추출된 특징을 시각화한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법에 따라 획득된 시차를 시각화한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 최적화 방법에 따라 최적화된 효과를 비교하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차 결정 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차 결정 장치의 각 구성에 의해 수행되는 동작을 도시한 흐름도이다.
1 is a diagram illustrating a situation in which binocular parallax images of an object are acquired using a plurality of cameras having different viewpoints according to an exemplary embodiment.
2 is a flowchart illustrating a sequence of a method of determining a disparity of a binocular disparity image according to an exemplary embodiment.
3 is a flowchart illustrating a procedure for acquiring features of pixels from a left-eye image and a right-eye image according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram visualizing features extracted according to a method for determining disparity of a binocular disparity image according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram visualizing disparity obtained according to a method for determining disparity of a binocular disparity image according to an embodiment.
6 is a diagram for comparing effects optimized according to an optimization method according to an embodiment.
7 is a diagram showing the overall configuration of an apparatus for determining disparity of a binocular disparity image according to an exemplary embodiment.
8 is a flowchart illustrating an operation performed by each component of a device for determining a disparity of a binocular disparity image according to an exemplary embodiment.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only, and may be modified and implemented in various forms. Therefore, the embodiments are not limited to the specific disclosed form, and the scope of the present specification includes changes, equivalents, or substitutes included in the technical spirit.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Although terms such as first or second may be used to describe various components, such terms should only be construed for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It should be understood that when an element is referred to as being “connected” to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but one or more other features or numbers, It should be understood that the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this specification, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.

이하 DVS에 의해 획득된 영상은 DVS 영상이라고 지칭될 수 있다. 양안 시차 영상은 스테레오 영상이라고 지칭될 수 있다.Hereinafter, an image acquired by DVS may be referred to as a DVS image. A binocular parallax image may be referred to as a stereo image.

도 1은 일 실시예에 따른 시점이 다른 복수의 카메라를 이용하여 오브젝트에 대한 양안 시차 영상을 획득하는 상황을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a situation in which binocular parallax images of an object are acquired using a plurality of cameras having different viewpoints according to an exemplary embodiment.

카메라(110)와 카메라(120)는 DVS로 구성될 수 있다. 카메라(110)와 카메라(120)는 각도 θ만큼의 위상 차이에 배치되어 오브젝트(100)을 촬영할 수 있다.Camera 110 and camera 120 may be composed of DVS. The camera 110 and the camera 120 may be disposed at a phase difference by an angle θ to capture the object 100 .

예를 들어, 오브젝트(100)에는 설명을 위해 x마크가 가운데 표시되어 있다. 카메라(110)에 의해 획득된 영상(111)과 카메라(120)에 의해 획득된 영상(121)은 오브젝트(100)을 다른 방향에서 나타낼 수 있다. 영상(111)에서 x마크는 오브젝트(100)의 가운데 위치하지만, 영상(121)에서 x마크는 오브젝트(100)의 가운데로부터 좌측으로 치우쳐져 있다. 이것은 카메라(110)와 카메라(120)가 각도 θ만큼의 위상 차이로 오브젝트(100)을 촬영하기 때문이다.For example, an x mark is marked in the center of the object 100 for explanation. The image 111 obtained by the camera 110 and the image 121 obtained by the camera 120 may represent the object 100 in different directions. In the image 111, the x mark is located in the center of the object 100, but in the image 121, the x mark is biased from the center of the object 100 to the left. This is because the camera 110 and the camera 120 photograph the object 100 with a phase difference of an angle θ.

양안 시차 영상이 렌더링되기 위해선 카메라(110)와 카메라(120)에 의해 촬영된 동일한 오브젝트(100)에 대한 두 영상간의 시차가 확정되어야 한다. DVS 영상은 조명 변화의 크기에 기초하여 픽셀이 매칭되고 시차가 확정될 수 있다. In order to render a binocular parallax image, a parallax between two images of the same object 100 photographed by the cameras 110 and 120 must be determined. In the DVS image, pixels may be matched and parallax may be determined based on the magnitude of illumination change.

조명 변화의 크기가 임계값 이상인 픽셀들이 모인 부분은 이벤트 부분이라고 지칭될 수 있다. DVS 영상에서 이벤트는 보통 오브젝트(100)의 경계 또는 프레임의 주변에 나타난다. 따라서, DVS 영상에서 이벤트는 오브젝트(100)의 구조에 대한 정보를 나타낼 수 있다. DVS 영상에서 동일한 오브젝트(100)은 보통 유사한 구조를 나타낸다. 따라서, 좌안 영상에 대응되는 이벤트와 우안 영상에 대응되는 이벤트는 유사한 구조를 나타낼 수 있다.A portion in which pixels having a magnitude of illumination change equal to or greater than a threshold may be referred to as an event portion. In DVS video, events usually appear on the boundary of the object 100 or around the frame. Accordingly, an event in a DVS image may indicate information about the structure of the object 100 . In DVS video, the same object 100 usually shows a similar structure. Accordingly, an event corresponding to the left eye image and an event corresponding to the right eye image may have a similar structure.

DVS 영상은 이벤트 부분에 노이즈가 많고 이벤트의 분포와 수량이 일치하지 않는 등의 문제가 있으므로, 특별한 처리를 요한다. 일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차 결정 장치는 간단한 알고리즘을 이용하여 픽셀과 이벤트 사이의 연관관계를 구하고 이벤트의 분포를 획득함으로써 픽셀의 특징을 신속하게 획득하기 때문에 계산 시간을 단축시킬 수 있다.DVS video requires special processing because there is a lot of noise in the event part and the distribution and number of events do not match. An apparatus for determining parallax of a binocular parallax image according to an embodiment can shorten calculation time because characteristics of pixels are quickly obtained by obtaining a correlation between pixels and events and obtaining a distribution of events using a simple algorithm.

도 2는 일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법의 순서를 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a sequence of a method of determining a disparity of a binocular disparity image according to an exemplary embodiment.

일 실시예에 따르면, 단계(210)에서 시차 결정 장치는 양안 시차 영상에서 노이즈를 제거할 수 있다. 단계(210)는 단계(220) 전에 수행될 수 있다. 양안 시차 영상은 좌안 영상과 우안 영상을 포함한다.According to an embodiment, in operation 210, the disparity determination device may remove noise from the binocular disparity image. Step 210 may be performed before step 220 . The binocular parallax image includes a left eye image and a right eye image.

단계(211)에서, 시차 결정 장치는 양안 시차 영상에 직교 분석을 적용함으로써 복수의 특징 벡터들을 획득할 수 있다. DVS 영상에서 이벤트 부분은 조명 변화의 크기에 기초하여 생성되며, 이벤트 부분은 보통 오브젝트(100)의 경계 주변에 분포된다. 여기서 이벤트의 분포가 성긴 부분은 노이즈로 판단되고, 이벤트의 분포가 밀집된 부분은 시차 결정을 위한 소스로 판단될 수 있다. 이벤트의 분포가 밀집된 정도는 연관관계가 강하다고 지칭될 수 있다. 이벤트의 분포의 연관관계는 직교 분석을 이용하여 획득될 수 있다. In operation 211, the disparity determination device may obtain a plurality of feature vectors by applying orthogonal analysis to the binocular disparity image. In the DVS image, an event part is generated based on the size of the lighting change, and the event part is usually distributed around the boundary of the object 100 . Here, a portion with a sparse distribution of events may be determined as noise, and a portion with a dense distribution of events may be determined as a source for determining a disparity. The degree to which the distribution of events is dense can be referred to as strong correlation. The correlation of the distribution of events can be obtained using orthogonal analysis.

단계(213)에서, 시차 결정 장치는 복수의 특징 벡터들로부터 특징값들을 계산할 수 있다. 연관 관계는 특징 벡터로 나타낼 수 있다. 연관관계가 강한 이벤트의 분포에 대응되는 특징 벡터의 특징 값은 비교적 크고, 연관관계가 작은 이벤트의 분포에 대응되는 특징 벡터의 특징 값은 비교적 작다. 특징 값이 작은 특징 벡터에 대응되는 이벤트의 부분은 노이즈로 판단될 수 있다.In step 213, the disparity determination device may calculate feature values from a plurality of feature vectors. The association relationship can be represented by a feature vector. A feature value of a feature vector corresponding to a distribution of events having a strong correlation is relatively large, and a feature value of a feature vector corresponding to a distribution of events having a small correlation is relatively small. A portion of an event corresponding to a feature vector having a small feature value may be determined as noise.

단계(215)에서, 시차 결정 장치는 특징값들에 기초하여 양안 시차 영상에서 노이즈를 제거할 수 있다. 시차 결정 장치는 특징 벡터들의 특징값을 크기 순으로 정렬할 수 있다. 시차 결정 장치는 오름차순으로 특징 벡터들을 정렬하고 특징값이 작은 순서로 기 설정된 개수의 특징 벡터를 노이즈로 판단할 수 있다. 또는 시차 결정 장치는 내림차순으로 특징 벡터들을 정렬하고 특징값이 작은 순서로 기 설정된 개수의 특징 벡터를 노이즈로 판단할 수 있다. 시차 결정 장치는 노이즈로 판단된 특징 벡터를 제외하고 나머지 특징 벡터를 조합함으로써 노이즈가 제거된 DVS 영상을 획득할 수 있다.In operation 215, the disparity determination apparatus may remove noise from the binocular disparity image based on the feature values. The disparity determination apparatus may arrange feature values of feature vectors in order of size. The disparity determination apparatus may arrange the feature vectors in ascending order and determine a predetermined number of feature vectors in descending order of feature values as noise. Alternatively, the disparity determination apparatus may arrange the feature vectors in descending order and determine a predetermined number of feature vectors in descending order of feature values as noise. The parallax determination apparatus may obtain a DVS image from which noise is removed by combining the remaining feature vectors except for the feature vector determined to be noise.

양안 시차 영상은 좌안 영상과 우안 영상을 포함할 수 있으므로, 각 영상에 대하여 노이즈 제거 과정이 수행될 수 있다.Since the binocular parallax image may include a left eye image and a right eye image, a noise removal process may be performed on each image.

좌안 영상에 직교 분석이 적용되어 특징 벡터가 획득되고, 특징 벡터의 특징값이 제거될 수 있다. 특징값의 크기에 따라 특징 벡터가 오름차순 또는 내림차순으로 정렬된 후, 특징값이 작은 순으로 기 설정된 개수의 특징 벡터가 노이즈로 판단될 수 있다. 시차 결정 장치는 노이즈로 판단된 특징 벡터를 제거한 나머지 특징 벡터에 대응되는 좌안 영상의 부분을 조합하여 노이즈가 제거된 좌안 영상을 획득할 수 있다. Orthogonal analysis is applied to the left eye image to obtain a feature vector, and feature values of the feature vector may be removed. After the feature vectors are sorted in ascending or descending order according to the size of feature values, a predetermined number of feature vectors in descending order of feature values may be determined as noise. The disparity determination apparatus may obtain a left eye image from which noise is removed by combining portions of the left eye image corresponding to the remaining feature vectors after removing the feature vector determined to be noise.

우안 영상에 직교 분석이 적용되어 특징 벡터가 획득되고, 특징 벡터의 특징값이 제거될 수 있다. 특징값의 크기에 따라 특징 벡터가 오름차순 또는 내림차순으로 정렬된 후, 특징값이 작은 순으로 기 설정된 개수의 특징 벡터가 노이즈로 판단될 수 있다. 시차 결정 장치는 노이즈로 판단된 특징 벡터를 제거한 나머지 특징 벡터에 대응되는 우안 영상의 부분을 조합하여 노이즈가 제거된 우안 영상을 획득할 수 있다.An orthogonal analysis is applied to the right eye image to obtain a feature vector, and feature values of the feature vector may be removed. After the feature vectors are sorted in ascending or descending order according to the size of feature values, a predetermined number of feature vectors in descending order of feature values may be determined as noise. The disparity determination apparatus may obtain a right eye image from which noise is removed by combining parts of the right eye image corresponding to the remaining feature vectors after removing the feature vector determined to be noise.

이하에서 노이즈 제거 과정이 수학식 1을 통하여 설명된다.Hereinafter, a noise removal process is explained through Equation 1.

Figure 112016075654446-pat00001
Figure 112016075654446-pat00001

식 1은 예시적인 노이즈 제거 공식을 나타낸다. I가 입력되는 양안 시차 영상이고,

Figure 112016075654446-pat00002
는 노이즈가 제거된 양안 시차 영상이며, e는 양안 시차 영상 내의 노이즈로 판단되는 부분이다. 여기서, 내림차순으로 특징 벡터가 정렬되는 경우, 파라미터 k는 특징값이 큰 순서대로 특징 벡터의 개수를 나타낸다. r은 특징 벡터의 전체 개수를 표시하고,
Figure 112016075654446-pat00003
는 제i 번째 특징 벡터의 특징값을 표시하고, i는 특징벡터의 번호를 나타내며,
Figure 112016075654446-pat00004
Figure 112016075654446-pat00005
는 제i 번째의 직교하는 특징 벡터를 나타내고, H는 치환 오퍼레이션을 나타낸다. I에서 e를 제거함으로써
Figure 112016075654446-pat00006
가 획득될 수 있다.Equation 1 represents an exemplary denoising formula. I is the input binocular parallax image,
Figure 112016075654446-pat00002
is a binocular disparity image from which noise has been removed, and e is a portion determined to be noise in the binocular disparity image. Here, when the feature vectors are sorted in descending order, the parameter k represents the number of feature vectors in order of feature values. r denotes the total number of feature vectors,
Figure 112016075654446-pat00003
denotes the feature value of the ith feature vector, i denotes the number of the feature vector,
Figure 112016075654446-pat00004
Wow
Figure 112016075654446-pat00005
denotes the ith orthogonal feature vector, and H denotes a permutation operation. By removing e from I
Figure 112016075654446-pat00006
can be obtained.

일 실시예에 따르면, 단계(220)에서 시차 결정 장치는 양안 시차 영상의 이벤트의 분포에 기초하여 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득한다. According to an embodiment, in operation 220, the disparity determination apparatus acquires characteristics of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on the distribution of events of the binocular disparity image.

단계(221)에서 시차 결정 장치는 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들을 이벤트 부분과 비-이벤트 부분으로 분할함으로써 이벤트의 분포를 획득할 수 있다. 이벤트 부분에 포함된 픽셀들의 특징은 초기화될 수 있다. 예를 들어, 이벤트 부분에 포함된 픽셀들의 특징은 0으로 설정될 수 있다.In operation 221, the disparity determination apparatus may obtain an event distribution by dividing a plurality of pixels included in the binocular disparity image into an event part and a non-event part. The characteristics of pixels included in the event part may be initialized. For example, characteristics of pixels included in the event part may be set to 0.

단계(223)에서 시차 결정 장치는 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들 각각으로부터 이벤트 부분에 포함된 가장 가까운 픽셀까지의 유클라디언 거리를 계산할 수 있다. 계산된 유클라디언 거리는 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들 각각의 특징을 나타낼 수 있다.In operation 223, the disparity determination device may calculate a Euclidean distance from each of a plurality of pixels included in the non-event part to a nearest pixel included in the event part. The calculated Euclidean distance may represent characteristics of each of a plurality of pixels included in the non-event part.

가장 가까운 픽셀까지의 유클라디언 거리를 계산하기 위하여, 시차 결정 장치는 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들과 이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들 사이의 유클라디언 거리를 나타내는 복수의 함수의 포물선들을 획득할 수 있다. 시차 결정 장치는 획득된 포물선들 사이의 교점들을 획득할 수 있다. 시차 결정 장치는 교점들의 아래쪽 인벨로프를 기초로 가장 가까운 픽셀까지의 유클라디언 거리를 계산할 수 있다. In order to calculate the Euclidean distance to the nearest pixel, the parallax determination device uses a plurality of functions representing Euclidean distances between a plurality of pixels included in the non-event part and a plurality of pixels included in the event part. The parabolas of can be obtained. The parallax determination device may obtain points of intersection between the acquired parabolas. The parallax determination device may calculate the Euclidean distance to the nearest pixel based on the lower envelope of the intersection points.

단계(225)에서, 시차 결정 장치는 유클라디언 거리들 각각을 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들의 각각의 특징으로 설정할 수 있다.In step 225, the parallax determination device may set each of the Euclidean distances as each characteristic of a plurality of pixels included in the non-event part.

이처럼, 시차 결정 장치는 각 픽셀에 대한 특징의 계산을 유클라디언 거리의 계산으로 치환할 수 있다. 유클라디언 거리의 계산은 간단한 알고리즘이므로 계산량은 현저하게 줄어들 수 있다.In this way, the parallax determination device may replace the calculation of the feature for each pixel with the calculation of the Euclidean distance. Since the calculation of the Euclidean distance is a simple algorithm, the amount of calculation can be significantly reduced.

양안 시차 영상은 좌안 영상과 우안 영상을 포함할 수 있으므로, 각 영상에 대하여 유클라디언 거리를 계산하는 알고리즘이 적용될 수 있다. Since the binocular parallax image may include a left eye image and a right eye image, an algorithm for calculating a Euclidean distance may be applied to each image.

시차 결정 장치는 좌안 영상에 포함된 복수의 픽셀들을 이벤트 부분과 비-이벤트 부분으로 분할함으로써 이벤트의 분포를 획득할 수 있다. 이벤트 부분에 포함된 픽셀들의 특징은 초기화될 수 있다. 예를 들어, 이벤트 부분에 포함된 픽셀들의 특징은 0으로 설정될 수 있다. 시차 결정 장치는 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들 각각으로부터 이벤트 부분에 포함된 가장 가까운 픽셀까지의 유클라디언 거리를 계산할 수 있다. 계산된 유클라디언 거리는 좌안 영상의 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들 각각의 특징을 나타낼 수 있다.The parallax determination apparatus may obtain an event distribution by dividing a plurality of pixels included in the left eye image into an event part and a non-event part. The characteristics of pixels included in the event part may be initialized. For example, characteristics of pixels included in the event part may be set to 0. The disparity determination device may calculate a Euclidean distance from each of a plurality of pixels included in the non-event portion to a nearest pixel included in the event portion. The calculated Euclidean distance may represent characteristics of each of a plurality of pixels included in the non-event part of the left eye image.

시차 결정 장치는 우안 영상에 포함된 복수의 픽셀들을 이벤트 부분과 비-이벤트 부분으로 분할함으로써 이벤트의 분포를 획득할 수 있다. 이벤트 부분에 포함된 픽셀들의 특징은 초기화될 수 있다. 예를 들어, 이벤트 부분에 포함된 픽셀들의 특징은 0으로 설정될 수 있다. 시차 결정 장치는 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들 각각으로부터 이벤트 부분에 포함된 가장 가까운 픽셀까지의 유클라디언 거리를 계산할 수 있다. 계산된 유클라디언 거리는 우안 영상의 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들 각각의 특징을 나타낼 수 있다.The parallax determination apparatus may obtain an event distribution by dividing a plurality of pixels included in the right eye image into an event part and a non-event part. The characteristics of pixels included in the event part may be initialized. For example, characteristics of pixels included in the event part may be set to 0. The disparity determination device may calculate a Euclidean distance from each of a plurality of pixels included in the non-event portion to a nearest pixel included in the event portion. The calculated Euclidean distance may represent characteristics of each of a plurality of pixels included in the non-event part of the right eye image.

이하에서, 유클라디언 거리를 구하는 과정이 수학식 2를 통하여 설명된다.Hereinafter, the process of obtaining the Euclidean distance is explained through Equation 2.

Figure 112016075654446-pat00007
Figure 112016075654446-pat00007

수학식 2는 예시적인 유클라디언 거리 변환 공식을 나타낸다. 여기서,

Figure 112016075654446-pat00008
는 픽셀 (x, y)과 가장 가까운 이벤트 (
Figure 112016075654446-pat00009
)의 유클라디언 거리를 나타낸다. f(
Figure 112016075654446-pat00010
)는 이벤트 (
Figure 112016075654446-pat00011
)의 특징값을 표시한다. x는 픽셀 (x, y)의 횡좌표를 나타내고, y는 픽셀 (x, y)의 종좌표를 나타낸다. x'는 이벤트 (
Figure 112016075654446-pat00012
)의 횡좌표를 나타내고, y'는 이벤트 (
Figure 112016075654446-pat00013
)의 종좌표를 나타내며, n은 픽셀의 식별 번호이다. Equation 2 represents an exemplary Euclidean distance conversion formula. here,
Figure 112016075654446-pat00008
is the event closest to pixel (x, y) (
Figure 112016075654446-pat00009
) represents the Euclidean distance of f(
Figure 112016075654446-pat00010
) is the event (
Figure 112016075654446-pat00011
) is displayed. x represents the abscissa of the pixel (x, y), and y represents the ordinate of the pixel (x, y). x' is the event (
Figure 112016075654446-pat00012
), and y 'is the event (
Figure 112016075654446-pat00013
), and n is an identification number of a pixel.

수학식 2로 유클라디언 거리를 직접 구하려면 각 픽셀마다 2차 방정식을 구해야 하기에 계산 시간이 오래 걸린다. 본질적으로 수학식 2는 복수의 ((

Figure 112016075654446-pat00014
), f(
Figure 112016075654446-pat00015
))을 근으로 하는 포물선의 해를 구하는 문제로 볼 수 있다. 포물선의 해를 구하는 문제는 포물선 사이의 교점을 구하고 교점 이하의 영역을 구하는 문제로 이해될 수 있다. 이처럼, 유클라디언 거리를 구하는 문제는 포물선의 아래쪽 인벨로프 (lower envelope)의 해를 구하는 문제로 변환됨에 따라, 모든 픽셀에 대한 해를 구하는 문제는 최소의 포물선 교점의 집합을 구하는 문제로 변하게 된다.In order to directly obtain the Euclidean distance using Equation 2, it takes a long time to calculate because a quadratic equation must be obtained for each pixel. Essentially, Equation 2 is a plurality of ((
Figure 112016075654446-pat00014
), f(
Figure 112016075654446-pat00015
)) can be seen as a problem of finding the solution of a parabola. The problem of finding the solution of a parabola can be understood as a problem of finding the intersection between parabolas and finding the area below the intersection. In this way, as the problem of finding the Euclidean distance is transformed into the problem of finding the solution of the lower envelope of the parabola, the problem of finding the solution for all pixels becomes the problem of finding the minimum set of parabola intersections. do.

유클라디언 거리 함수포물선 사이의 교점을 확정하는 것은 비교적 간단할 수 있다. 예를 들면,

Figure 112016075654446-pat00016
Figure 112016075654446-pat00017
를 근으로 하는 포물선 사이의 교점은, 수학식 3으로 신속하게 확정될 수 있다. 여기서, i, j는 이벤트의 식별 번호이다. 이와 같이, 시차 결정 장치는 단순한 알고리즘을 이용함으로써 계산 시간이 단축되고 실시간으로 유클라디언 거리를 구할 수 있다.Determining the point of intersection between the Euclidean distance function parabolas can be relatively straightforward. For example,
Figure 112016075654446-pat00016
Wow
Figure 112016075654446-pat00017
The point of intersection between the parabolas rooted at can be quickly determined by Equation 3. Here, i and j are event identification numbers. In this way, the parallax determination device uses a simple algorithm, thereby reducing calculation time and obtaining the Euclidean distance in real time.

Figure 112016075654446-pat00018
Figure 112016075654446-pat00018

일 실시예에 따르면, 단계(230)에서 시차 결정 장치는 픽셀들의 특징에 기초하여 좌안 영상과 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬(cost matrix)을 계산한다. 비용 행렬은 특징 매칭 비용(feature matching cost)과 극성 매칭 비용(polar matching cost)으로 구성될 수 있다.According to an embodiment, in operation 230, the disparity determination apparatus calculates a cost matrix of pixels matched between the left eye image and the right eye image based on the characteristics of the pixels. The cost matrix may include a feature matching cost and a polar matching cost.

단계(231)에서, 시차 결정 장치는 픽셀들의 특징에 기초하여 좌안 영상과 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 특징 매칭 비용을 계산할 수 있다. 예를 들어, 특징 매칭 비용은 수학식 4을 이용하여 도출될 수 있다.In operation 231, the disparity determination apparatus may calculate a feature matching cost of pixels matched between the left eye image and the right eye image based on the feature of the pixels. For example, the feature matching cost may be derived using Equation 4.

Figure 112016075654446-pat00019
Figure 112016075654446-pat00019

여기서,

Figure 112016075654446-pat00020
는 매칭되는 픽셀(x, y)의 특징 매칭 비용을 나타낸다. W는 양안 시차 영상 내의 부분들의 집합을 나타내고,
Figure 112016075654446-pat00021
는 W에 포함된 부분의 식별 번호를 나타내고, d는 현재 시차를 나타내며, N은 픽셀의 총 개수, n은 픽셀의 식별 번호를 나타낸다.here,
Figure 112016075654446-pat00020
represents the feature matching cost of the matched pixel (x, y). W represents a set of parts in the binocular parallax image,
Figure 112016075654446-pat00021
denotes an identification number of a part included in W, d denotes a current parallax, N denotes the total number of pixels, and n denotes an identification number of a pixel.

단계(233)에서, 시차 결정 장치는 픽셀들의 극성에 기초하여 매칭되는 픽셀들의 극성 매칭 비용을 계산할 수 있다. 예를 들어, 극성 매칭 비용은 수학식 5을 이용하여 도출될 수 있다.In operation 233, the parallax determination device may calculate a polarity matching cost of matched pixels based on the polarities of the pixels. For example, the polarity matching cost can be derived using Equation 5.

Figure 112016075654446-pat00022
Figure 112016075654446-pat00022

여기서 CP(x, y, d)는 매칭되는 픽셀(x, y)의 극성 매칭 비용을 나타낸다. E(x, y)는 픽셀(x, y)의 좌표계 내에서의 극성을 나타내고, E(x+d, y)는 픽셀(x+d, y)의 좌표계 내에서의 극성을 나타낸다.Here, CP(x, y, d) represents the polarity matching cost of the matched pixel (x, y). E(x, y) represents polarity within the coordinate system of pixel (x, y), and E(x+d, y) represents polarity within the coordinate system of pixel (x+d, y).

단계(235)에서, 시차 결정 장치는 특징 매칭 비용과 극성 매칭 비용을 기초로 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 획득할 수 있다. 예를 들어, 극성 매칭 비용은 식5을 이용하여 도출될 수 있다.In operation 235, the parallax determination device may obtain a cost matrix of matched pixels based on the feature matching cost and the polarity matching cost. For example, the polarity matching cost can be derived using Equation 5.

Figure 112016075654446-pat00023
Figure 112016075654446-pat00023

여기서, C(x, y, d)는 매칭되는 픽셀(x, y)의 비용 행렬을 나타낸다. α는 선형 가중치이다. Here, C(x, y, d) represents the cost matrix of the matching pixel (x, y). α is a linear weight.

이처럼, 시차 결정 장치는 이벤트를 매칭하는 과정을 픽셀을 매칭하는 과정으로 전환함으로써 희소한 이벤트 간의 매칭을 밀집한 픽셀 간의 매칭으로 전환 할 수 있다. 이를 통하여, 시차 결정 장치는 후속적으로 가능한 3차원 광경 모델링 및 영상 렌더링 등의 구체적인 응용 기술에 용이하게 적용될 수 있다.In this way, the disparity determination device may convert a matching between events to a matching between dense pixels by converting a process of matching events into a process of matching pixels. Through this, the parallax determination device can be easily applied to specific application technologies such as 3D scene modeling and image rendering, which are subsequently possible.

일 실시예에 따르면, 단계(240)에서 시차 결정 장치는 비용 행렬에 기초하여 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정한다. 예를 들어, 시차 결정 장치는 그리디 승자 독식 전략(greedy strategy winner take all) 등의 알고리즘을 이용하여 좌안 영상과 우안 영상의 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정할 수 있다. 예를 들어, 시차 결정 장치는 수학식 7과 수학식 8을 이용하여 좌안 영상과 우안 영상의 시차를 결정할 수 있다.According to an embodiment, in step 240, the disparity determination device determines a disparity of each matched pixel based on the cost matrix. For example, the disparity determining apparatus may determine disparity between matching pixels of the left eye image and the right eye image by using an algorithm such as a greedy strategy winner take all. For example, the disparity determination apparatus may determine the disparity between the left eye image and the right eye image using Equations 7 and 8.

Figure 112016075654446-pat00024
Figure 112016075654446-pat00024

여기서,

Figure 112016075654446-pat00025
는 좌안 영상의 비용행렬이고,
Figure 112016075654446-pat00026
는 픽셀(x, y)의 시차이다.here,
Figure 112016075654446-pat00025
is the cost matrix of the left eye image,
Figure 112016075654446-pat00026
is the parallax of pixel (x, y).

Figure 112016075654446-pat00027
Figure 112016075654446-pat00027

여기서,

Figure 112016075654446-pat00028
는 우안 영상의 비용행렬이고,
Figure 112016075654446-pat00029
는 픽셀(x, y)의 시차이다.here,
Figure 112016075654446-pat00028
is the cost matrix of the right eye image,
Figure 112016075654446-pat00029
is the parallax of pixel (x, y).

DVS 영상에서 비-이벤트 부분은 보통 미리 설정된 임계값보다 조명 변화의 크기가 낮다. 여기서, 픽셀들의 조명 변화의 크기가 유사하다는 것은 픽셀들에 대응하는 시점이 근접하다는 것을 의미한다. 인접한 비-이벤트 부분에 포함된 픽셀의 비용 값은 유사할 수 있다. 단계(235)에서 획득된 비용행렬에 대하여 스무딩 필터링 방식으로 필터링을 적용함으로써 비-이벤트 부분의 인접한 픽셀들의 비용 값을 유사하게 만들 필요가 있다.In the DVS video, the non-event portion usually has a lower illumination change than a preset threshold. Here, that the size of the illumination change of the pixels is similar means that viewpoints corresponding to the pixels are close to each other. Cost values of pixels included in adjacent non-event portions may be similar. It is necessary to make cost values of adjacent pixels of the non-event part similar by applying filtering in a smoothing filtering method to the cost matrix obtained in step 235.

단계(241)에서, 시차 결정 장치는 비용 행렬을 스무딩(smoothing) 필터링 방식으로 필터링할 수 있다. 시차 결정 장치는 스무딩 필터링 방식의 스무딩 인자를 설정할 수 있고, 스무딩 인자에 기초하여 비용행렬을 스무딩 필터링 방식으로 필터링할 수 있다. 단계(243)에서, 시차 결정 장치는 필터링된 비용 행렬을 기초로 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정할 수 있다.In step 241, the disparity determination device may filter the cost matrix using a smoothing filtering method. The disparity determination apparatus may set a smoothing factor of the smoothing filtering method, and filter the cost matrix by the smoothing filtering method based on the smoothing factor. In operation 243, the disparity determination device may determine a disparity of each matched pixel based on the filtered cost matrix.

예를 들어, 시차 결정 장치는 비용 행렬을 수학식 9를 이용하여 스무딩 필터링 방식으로 필터링할 수 있다.For example, the disparity determination device may filter the cost matrix using Equation 9 using a smoothing filtering method.

Figure 112016075654446-pat00030
Figure 112016075654446-pat00030

여기서,

Figure 112016075654446-pat00031
는 스무딩 필터링 방식으로 필터링된 비용 행렬을 나타낸다. p는 제p 번째 픽셀을 나타내고, d는 픽셀에 대응하는 시차를 표시하고; K는 근접한 부분에 속하는 픽셀의 개수를 나타낸다. q는 p에 근접한 부분에 속하는 픽셀을 나타내고,
Figure 112016075654446-pat00032
는 스무딩 인자를 나타낸다.
Figure 112016075654446-pat00033
는 수학식 10을 통해 계산될 수 있다.here,
Figure 112016075654446-pat00031
Represents a cost matrix filtered by a smoothing filtering method. p denotes a p-th pixel, d denotes a parallax corresponding to the pixel; K represents the number of pixels belonging to the adjacent part. q represents a pixel belonging to a portion close to p,
Figure 112016075654446-pat00032
represents a smoothing factor.
Figure 112016075654446-pat00033
Can be calculated through Equation 10.

Figure 112016075654446-pat00034
Figure 112016075654446-pat00034

여기서,

Figure 112016075654446-pat00035
는 픽셀 p의 극성을 나타내고, v는 기 설정된 값이며 상수이다.here,
Figure 112016075654446-pat00035
denotes the polarity of the pixel p, and v is a predetermined value and is a constant.

다른 실시예에 따르면, 단계(250)에서 시차 결정 장치는 획득된 시차를 최적화할 수 있다. 시차 결정 장치는 픽셀들의 시차 및 픽셀들의 특징들 사이의 연관관계에 기초하여 강인하지 않은 픽셀들의 시차를 최적화할 수 있다. 단계(250)는 단계(240) 이후에 수행될 수 있다. According to another embodiment, in step 250, the disparity determination device may optimize the obtained disparity. The disparity determination device may optimize the disparity of pixels that are not robust based on the disparity of the pixels and the correlation between the features of the pixels. Step 250 may be performed after step 240 .

단계(251)에서 시차 결정 장치는 복수의 픽셀들의 시차들 사이의 연관관계를 획득할 수 있다. 시차 결정 장치는 각 픽셀들의 특징을 확정한 후, 각 픽셀들의 특징에 기초하여 좌안 영상의 픽셀들의 특징과 우안 영상의 픽셀들의 특징 사이의 연관관계를 획득할 수 있다. 시차 결정 장치는 시차들에 대하여 교차 검증을 적용함으로써 각 시차들에 대한 강인성 값을 획득할 수 있다. 시차 결정 장치는 각 시차들에 대한 강인성 값을 기초로 모든 시차들 사이의 연관관계를 획득할 수 있다.In operation 251, the disparity determining device may obtain a correlation between disparity of a plurality of pixels. After determining the characteristics of each pixel, the disparity determination apparatus may obtain a correlation between characteristics of pixels of the left eye image and characteristics of pixels of the right eye image based on the characteristics of each pixel. The disparity determination apparatus may obtain a robustness value for each disparity by applying cross-validation to the disparity. The disparity determining apparatus may obtain a correlation between all disparity values based on the robustness value for each disparity.

이처럼, 시차 결정 장치는 희소한 이벤트의 분포를 기초로 양안 시차 영상의 각 픽셀들의 특징을 얻을 수 있고 좌안 영상의 픽셀들의 특징과 우안 영상의 픽셀들의 특징 사이의 연관관계를 획득할 수 있다. 따라서, 시차 결정 장치는 비교적 간단한 알고리즘을 이용하여 각 픽셀들의 특징을 추출함으로써 계산 속도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.As such, the disparity determination apparatus may obtain characteristics of each pixel of the binocular disparity image based on the distribution of sparse events and may obtain a correlation between the characteristics of pixels of the left eye image and the pixel characteristics of the right eye image. Accordingly, the parallax determination apparatus can effectively improve calculation speed by extracting features of each pixel using a relatively simple algorithm.

단계(253)에서 시차 결정 장치는 획득된 시차들을 연관관계에 기초하여 최적화할 수 있다. 시차 결정 장치는 밀집 조건부 랜덤 필드를 이용하여 시차들을 최적화할 수 있다. 시차 결정 장치는 밀집 조건부 랜덤 필드에 기초하여 매칭되는 픽셀들의 서브 픽셀 수준의 시차를 결정할 수 있다. In operation 253, the disparity determination device may optimize the obtained disparity based on the correlation. The parallax determination device may optimize parallaxes using a dense conditional random field. The disparity determination device may determine disparity of matched pixels at a sub-pixel level based on the dense conditional random field.

시차 결정 장치는 강인성 값과 연관관계를 기초로 밀집 조건부 랜덤 필드를 획득 할 수 있다. 시차 결정 장치는 강인한 픽셀의 시차를 기초로 밀집 조건부 랜덤 필드를 획득할 수 있고 이벤트 간의 연관관계를 나타낼 수 있다. 시차 결정 장치는 이벤트 간의 연관관계를 기초로 매칭되지 않는 픽셀의 시차를 효과적으로 예측하고 최적화하고 인접한 픽셀들의 시차에 스무딩 필터링 방식의 필터링을 적용하여 서브 픽셀 수준의 시차를 결정할 수 있다.The disparity determination device may obtain a dense conditional random field based on the robustness value and the correlation. The disparity determination device may obtain a dense conditional random field based on the disparity of the robust pixels and may indicate a correlation between events. The disparity determination device may determine sub-pixel level disparity by effectively predicting and optimizing the disparity of pixels that do not match based on the correlation between events and applying a smoothing filtering method to the disparity of adjacent pixels.

시차 결정 장치는 서브 필셀 수준의 시차 및 양안 시차 영상을 촬영한 카메라의 초점거리에 기초하여 매칭되는 픽셀들의 깊이 값을 획득할 수 있다. 시차 결정 장치는 픽셀들의 깊이 값을 기초로 시차들을 최적화할 수 있다. The disparity determination apparatus may obtain depth values of matched pixels based on a focal length of a camera that captures sub-pixel level disparity and binocular disparity images. The disparity determination device may optimize disparity based on depth values of pixels.

양안 시차 영상은 좌안 영상과 우안 영상을 포함할 수 있으므로, 각 영상에 대하여 픽셀들의 깊이 값이 적용될 수 있다.Since the binocular parallax image may include a left eye image and a right eye image, depth values of pixels may be applied to each image.

예를 들어, 좌안 DVS 영상에 대하여, 좌안 DVS 영상의 카메라 초점거리, 좌안 DVS 카메라와 우안 DVS 카메라 사이의 거리 및 좌안 DVS 영상내의 각 픽셀들의 서브 픽셀 수준에서의 시차에 기초하여 좌안 DVS 영상내의 각 픽셀들의 깊이 값이 획득될 수 있다.For example, for a left-eye DVS image, an angle in the left-eye DVS image is determined based on a camera focal length of the left-eye DVS image, a distance between the left-eye DVS camera and the right-eye DVS camera, and a parallax of each pixel in the left-eye DVS image at the sub-pixel level. A depth value of pixels may be obtained.

예를 들어, 우안 DVS 영상에 대하여, 우안 DVS 영상의 카메라 초점거리, 우안 DVS 카메라와 좌안 DVS 카메라 사이의 거리 및 우안 DVS 영상내의 각 픽셀들의 서브 픽셀 수준에서의 시차에 기초하여 우안 DVS 영상내의 각 픽셀들의 깊이 값이 획득될 수 있다.For example, with respect to the right eye DVS image, the angle in the right eye DVS image is determined based on the camera focal length of the right eye DVS image, the distance between the right eye DVS camera and the left eye DVS camera, and the parallax of each pixel in the right eye DVS image at the sub-pixel level. A depth value of pixels may be obtained.

예를 들어, 시차 결정 장치는 수학식 11을 이용하여 시차들에 대하여 교차 검증을 적용함으로써 각 시차들에 대한 강인성 값을 획득할 수 있다.For example, the disparity determination apparatus may obtain a robustness value for each disparity by applying cross-validation to the disparity using Equation 11.

Figure 112016075654446-pat00036
Figure 112016075654446-pat00036

여기서, 시차 결정 장치는

Figure 112016075654446-pat00037
Figure 112016075654446-pat00038
가 같은지 여부를 판단한다. 같은 경우 픽셀 (x, y)은 강인한 픽셀로 판단되고, 다른 경우 픽셀 (x, y)은 강인하지 않은 픽셀로 판단된다. Here, the time difference determination device is
Figure 112016075654446-pat00037
Wow
Figure 112016075654446-pat00038
determine whether are equal. In the same case, pixel (x, y) is determined to be a robust pixel, and in other cases, pixel (x, y) is determined to be a non-robust pixel.

강인하지 않은 픽셀의 시차를 예측하기 위하여, 시차 결정 장치는 임의의 픽셀과 기타 모든 나머지 픽셀의 연관 관계를 계산함으로써 밀집 조건부 랜덤 필드 E(D)를 구축하고, 이를 이용하여 픽셀의 시차를 최적화할 수 있다. 예를 들어, 시차 결정 장치는 수학식 12를 이용하여 시차를 최적화할 수 있다.In order to predict the disparity of a non-robust pixel, the disparity determination device constructs a dense conditional random field E(D) by calculating the correlation between an arbitrary pixel and all other pixels, and optimizes the disparity of the pixel using this. can For example, the disparity determination device may optimize the disparity using Equation 12.

Figure 112016075654446-pat00039
Figure 112016075654446-pat00039

여기서,

Figure 112016075654446-pat00040
은 에너지 공식으로 각 픽셀의 시차의 강인성 값을 나타낸다. 교차 검증이 수행된 후에, 강인한 픽셀의 강인성 값은 N이고, 강인하지 않은 픽셀의 값은 0일 수 있다. 예를 들면 N=10일 수 있다.
Figure 112016075654446-pat00041
은 에너지 공식으로 시차들 사이의 연관 관계를 나타낸다. 예를 들어, 그 정의는 수학식 13과 같을 수 있다.here,
Figure 112016075654446-pat00040
represents the stiffness value of the parallax of each pixel with an energy formula. After cross-validation is performed, the robustness value of a robust pixel may be N, and the value of a non-robust pixel may be 0. For example, it may be N=10.
Figure 112016075654446-pat00041
is an energy formula and represents a relation between parallaxes. For example, the definition may be as shown in Equation 13.

Figure 112016075654446-pat00042
Figure 112016075654446-pat00042

여기서, di≠dj이면

Figure 112016075654446-pat00043
이고, 그러지 않으면
Figure 112016075654446-pat00044
은 0이다. i, j는 픽셀의 식별 번호이고, w1과 w2는 가중치이며,
Figure 112016075654446-pat00045
,
Figure 112016075654446-pat00046
Figure 112016075654446-pat00047
는 입력된 수치 파라미터다. Here, if di≠dj, then
Figure 112016075654446-pat00043
is, otherwise
Figure 112016075654446-pat00044
is 0. i and j are pixel identification numbers, w1 and w2 are weights,
Figure 112016075654446-pat00045
,
Figure 112016075654446-pat00046
Wow
Figure 112016075654446-pat00047
is an input numerical parameter.

시차 결정 장치는 픽셀의 시차들 사이의 연관관계에 근거하여 강인하지 않은 픽셀들의 시차를 최적화함으로써 서브 픽셀 수준의 시차를 얻을 수 있다. 경사하강법(gradient descent method)이 적용됨으로써 최적화 공식은 단순화될 수 있다. 단순화된 결과는 각 픽셀의 서브 픽셀 수준에서의 시차가 된다. The disparity determination device may obtain a disparity at a sub-pixel level by optimizing disparity of pixels that are not robust based on a correlation between disparity of pixels. The optimization formula can be simplified by applying the gradient descent method. The simplified result is the parallax at the sub-pixel level of each pixel.

예를 들어, 시차 결정 장치는 카메라의 초점 f와 카메라의 거리 B에 기초하여 각 픽셀의 깊이 값 Z를 계산할 수 있다. 여기서, Z = f*B/d이고, d는 픽셀의 서브 픽셀 수준에서의 시차이다. For example, the parallax determination device may calculate a depth value Z of each pixel based on a focal point f of the camera and a distance B of the camera. Here, Z = f*B/d, where d is the parallax at the sub-pixel level of a pixel.

이상에서 구체적인 식을 통하여 각 단계가 설명되었으나, 각 단계의 수행은 상기 식들로 한정되지 않는다.Although each step has been described through specific equations above, the performance of each step is not limited to the above equations.

도 3은 일 실시예에 따른 좌안 영상과 우안 영상으로부터 픽셀들의 특징을 획득하는 순서를 도시한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a procedure for acquiring features of pixels from a left-eye image and a right-eye image according to an exemplary embodiment.

일 실시예에 따르면, 단계(310)에서, 시차 결정 장치는 DVS 카메라를 보정할 수 있다. 좌안 DVS 카메라의 초점거리, 우안 DVS 카메라의 초점거리 및 좌안 DVS 카메라와 우안 DVS 카메라 사이의 거리 등의 파라미터가 보정될 수 있다.According to one embodiment, at step 310, the parallax determination device may calibrate the DVS camera. Parameters such as the focal length of the left-eye DVS camera, the focal length of the right-eye DVS camera, and the distance between the left-eye DVS camera and the right-eye DVS camera may be calibrated.

일 실시예에 따르면, 단계(320)에서 시차 결정 장치는 양안 시차 영상의 이벤트의 분포에 기초하여 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득한다. 단계(320)는 좌안 영상으로부터 픽셀의 특징을 추출하는 과정과 우안 영상으로부터 픽셀의 특징을 추출하는 과정을 포함할 수 있다. 각 과정은 동시에 수행될 수도 있고, 순차적으로 수행될 수도 있다.According to an embodiment, in operation 320, the disparity determination apparatus acquires characteristics of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on the distribution of events of the binocular disparity image. Step 320 may include a process of extracting pixel features from the left eye image and a process of extracting pixel features from the right eye image. Each process may be performed simultaneously or sequentially.

좌안 영상으로부터 픽셀의 특징을 추출하는 과정은 양안 시차 영상으로부터 좌안 영상을 획득하는 단계(321), 좌안 영상에 대해 직교 분해를 수행하여 노이즈 이벤트를 제거하는 단계(322) 및 노이즈 이벤트가 제거된 좌안 영상에 대하여 유클라디언 거리 변환을 수행하고 픽셀의 특징을 추출하는 단계(323)를 포함할 수 있다. The process of extracting pixel features from the left eye image includes acquiring a left eye image from the binocular parallax image (321), performing orthogonal decomposition on the left eye image to remove noise events (322), and removing noise events from the left eye image. A step 323 of performing Euclidean distance transform on the image and extracting pixel features may be included.

우안 영상으로부터 픽셀의 특징을 추출하는 과정은 양안 시차 영상으로부터 우안 영상을 획득하는 단계(321), 우안 영상에 대해 직교 분해를 수행하여 노이즈 이벤트를 제거하는 단계(322) 및 노이즈 이벤트가 제거된 우안 영상에 대하여 유클라디언 거리 변환을 수행하고 픽셀의 특징을 추출하는 단계(323)를 포함할 수 있다.The process of extracting pixel features from the right eye image includes acquiring the right eye image from the binocular parallax image (321), performing orthogonal decomposition on the right eye image to remove noise events (322), and the right eye from which the noise events have been removed. A step 323 of performing Euclidean distance transform on the image and extracting pixel features may be included.

일 실시예에 따르면, 단계(230)에서 시차 결정 장치는 픽셀들의 특징에 기초하여 좌안 영상과 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산한다. According to an embodiment, in operation 230, the disparity determination apparatus calculates a cost matrix of pixels matched between the left eye image and the right eye image based on the characteristics of the pixels.

일 실시예에 따르면, 단계(240)에서 시차 결정 장치는 비용 행렬에 기초하여 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정한다. 단계(241)에서, 시차 결정 장치는 비용 행렬을 스무딩(smoothing) 필터링 방식으로 필터링할 수 있다. 단계(243)에서, 시차 결정 장치는 필터링된 비용 행렬을 기초로 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정할 수 있다. 이후, 단계(250)에서 시차 결정 장치는 획득된 시차를 최적화할 수 있다.According to an embodiment, in step 240, the disparity determination device determines a disparity of each matched pixel based on the cost matrix. In step 241, the disparity determination device may filter the cost matrix using a smoothing filtering method. In operation 243, the disparity determination device may determine a disparity of each matched pixel based on the filtered cost matrix. Then, in step 250, the disparity determination device may optimize the obtained disparity.

도 4는 일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법에 따라 추출된 특징을 시각화한 도면이다.4 is a diagram visualizing features extracted according to a method for determining disparity of a binocular disparity image according to an exemplary embodiment.

도 4는 본 발명의 실시방식에 따라 픽셀포인트 특징을 추출한 가시화 설명도이다. 이미지(410)는 입력되는 DVS 영상이며, 좌안 영상 또는 우안 영상일 수 있다. 이미지(420)는 이미지(410)에 대하여 픽셀로부터 추출된 특징을 가시화한 결과이다.4 is a visualization explanatory diagram in which pixel point features are extracted according to an embodiment of the present invention. The image 410 is an input DVS image, and may be a left eye image or a right eye image. The image 420 is a result of visualizing features extracted from pixels with respect to the image 410 .

도 5는 일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법에 따라 획득된 시차를 시각화한 도면이다.5 is a diagram visualizing disparity obtained according to a method for determining disparity of a binocular disparity image according to an embodiment.

도 5에서, 이미지(510)는 입력되는 DVS 카메라로 촬영된 양안 시차 영상을 나타낸다. 이미지(510)에서 흑색이 아닌 부분은 이벤트가 발생된 부분을 나타낸다. 이미지(520)는 이미지(510)에 대하여 획득된 각 픽셀에 대한 시차를 밝기로 표시한 이미지다. 이미지(510)에서 더 밝을수록 시차가 큰 것을 나타내며, 카메라와의 거리가 더 가깝다는 것을 나타낸다.In FIG. 5 , an image 510 represents a binocular disparity image captured by an input DVS camera. A non-black part in the image 510 represents a part where an event has occurred. The image 520 is an image in which the disparity for each pixel acquired with respect to the image 510 is displayed as brightness. Brighter color in image 510 indicates greater parallax, indicating a closer distance from the camera.

도 6는 일 실시예에 따른 최적화 방법에 따라 최적화된 효과를 비교하기 위한 도면이다.6 is a diagram for comparing effects optimized according to an optimization method according to an embodiment.

이미지(610)는 최적화 전의 예측 시차를 시각화한 이미지이고, 도면(620)은 최적화 후의 예측 시차를 시각화한 이미지이다. 이미지(610)에서 볼 수 있듯이, 시차를 최적화 하기 전에는 DVS 카메라로 촬영된 오브젝트의 형태가 유지되지 못하여 오브젝트의 형태가 비교적 크게 변형되어 있다. 이미지(620)에서 볼 수 있듯이, 시차를 최적화한 후에는 DVS 카메라로 촬영된 오브젝트의 형태가 유지되며 오브젝트의 형태가 비교적 작게 변형되어 있다.The image 610 is an image visualizing the predicted disparity before optimization, and the drawing 620 is an image visualizing the predicted disparity after optimization. As can be seen in the image 610, the shape of the object photographed by the DVS camera cannot be maintained before the parallax is optimized, so the shape of the object is relatively greatly deformed. As can be seen in the image 620, after optimizing the parallax, the shape of the object photographed by the DVS camera is maintained and the shape of the object is relatively slightly deformed.

도 7은 일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차 결정 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이다. 도 8은 일 실시예에 따른 양안 시차 영상의 시차 결정 장치의 각 구성에 의해 수행되는 동작을 도시한 흐름도이다.7 is a diagram showing the overall configuration of an apparatus for determining disparity of a binocular disparity image according to an exemplary embodiment. 8 is a flowchart illustrating an operation performed by each component of a device for determining a disparity of a binocular disparity image according to an exemplary embodiment.

일 실시예에 따르면, 시차 결정 장치(700)는 특징 획득부(720), 행렬 계산부(730) 및 시차 결정부(750) 를 포함한다. 다른 실시예에 따르면, 시차 결정 장치(700)는 노이즈 제거부(710), 필터링부(740) 및 최적화부(760)를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the disparity determining device 700 includes a feature obtaining unit 720 , a matrix calculating unit 730 and a disparity determining unit 750 . According to another embodiment, the disparity determination apparatus 700 may further include a noise removal unit 710 , a filtering unit 740 and an optimization unit 760 .

노이즈 제거부(710)는 입력되는 양안 시차 영상에서 노이즈를 제거할 수 있다. 노이즈 제거부(710)는 직교 분석을 이용하여 이벤트의 분포가 밀집된 정도를 기초로 이벤트의 분포의 연관관계를 획득할 수 있다. 노이즈 제거부(710)는 연관 관계를 특징 벡터로 나타낼 수 있고, 특징 벡터의 특징 값이 작은 특징 벡터에 대응되는 이벤트 부분을 노이즈로 판단함으로써 양안 시차 영상에서 노이즈를 제거할 수 있다.The noise removal unit 710 may remove noise from the input binocular disparity image. The noise removal unit 710 may obtain a correlation between event distributions based on the degree to which event distributions are dense using orthogonal analysis. The noise removal unit 710 may represent the association relationship as a feature vector, and may remove noise from the binocular parallax image by determining as noise an event part corresponding to a feature vector having a small feature value of the feature vector.

특징 획득부(720)는 양안 시차 영상의 이벤트의 분포에 기초하여 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득한다. 또한, 특징 획득부(720)는 노이즈가 제거된 양안 시차 영상의 이벤트의 분포에 기초하여 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득할 수 있다. The feature acquisition unit 720 acquires features of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on the distribution of events of the binocular disparity image. Also, the feature obtainer 720 may obtain features of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on the distribution of events of the binocular disparity image from which noise has been removed.

특징 획득부(720)는 유클라디언 거리 변환을 이용하여 픽셀들의 특징을 획득할 수 있다. 특징 획득부(720)는 수평 방향과 수직 방향 각각에 대하여 유클라디언 거리 변환을 적용하고 각 방향에 대하여 획득된 유클라디언 거리를 조합하여 픽셀의 특징을 획득할 수 있다.The feature acquisition unit 720 may acquire features of pixels using Euclidean distance transformation. The feature obtainer 720 may acquire pixel features by applying Euclidean distance transformation to each of the horizontal and vertical directions and combining the acquired Euclidean distances in each direction.

행렬 계산부(730)는 픽셀들의 특징에 기초하여 좌안 영상과 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산한다. 행렬 계산부(730)는 특성 매칭을 이용하여 좌안 영상과 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 특징 매칭 비용을 구할 수 있다. 행렬 계산부(730)는 극성 매칭을 이용하여 좌안 영상과 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 극성 매칭 비용을 구할 수 있다. 행렬 계산부(730)는 특징 매칭 비용과 극성 매칭 비용을 기초로 비용 행렬을 계산할 수 있다.The matrix calculator 730 calculates a cost matrix of pixels matched between the left eye image and the right eye image based on the characteristics of the pixels. The matrix calculator 730 may obtain a feature matching cost of pixels matched between the left eye image and the right eye image by using feature matching. The matrix calculator 730 may obtain polarity matching costs of pixels matched between the left eye image and the right eye image by using polarity matching. The matrix calculator 730 may calculate a cost matrix based on a feature matching cost and a polarity matching cost.

필터링부(740)는 비용 행렬을 필터링할 수 있다. 필터링부(740)는 스무딩 필터링 방식의 스무딩 인자를 설정할 수 있고, 스무딩 인자에 기초하여 비용행렬을 스무딩 필터링 방식으로 필터링할 수 있다. 또한, 필터링부(740)는 가우시안(Gaussian) 필터링 방식으로 필터링할 수 있다.The filtering unit 740 may filter the cost matrix. The filtering unit 740 may set a smoothing factor of the smoothing filtering method, and may filter the cost matrix by the smoothing filtering method based on the smoothing factor. Also, the filtering unit 740 may perform filtering using a Gaussian filtering method.

시차 결정부(750)는 필터링된 비용 행렬을 기초로 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정할 수 있다. 예를 들어, 시차 결정부(750)는 그리디 승자 독식 전략 등의 알고리즘을 이용하여 좌안 영상과 우안 영상의 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정할 수 있다.The disparity determiner 750 may determine a disparity of each matching pixel based on the filtered cost matrix. For example, the disparity determination unit 750 may determine the disparity of each matching pixel of the left eye image and the right eye image by using an algorithm such as a greedy winner takes all strategy.

최적화부(760)는 획득된 시차를 최적화할 수 있다. 최적화부(760)는 시차들에 대하여 교차 검증을 적용함으로써 각 시차들에 대한 강인성 값을 획득할 수 있다. 강인하지 않은 픽셀의 시차를 예측하기 위하여, 최적화부(760)는 임의의 픽셀과 기타 모든 나머지 픽셀의 연관 관계를 계산함으로써 밀집 조건부 랜덤 필드를 구축하고, 이를 이용하여 픽셀의 시차를 최적화할 수 있다.The optimizer 760 may optimize the obtained parallax. The optimizer 760 may obtain a robustness value for each disparity by applying cross validation to the disparity. In order to predict the disparity of a pixel that is not robust, the optimizer 760 may construct a dense conditional random field by calculating an association between an arbitrary pixel and all other pixels, and optimize the disparity of a pixel using this. .

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented as hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, the devices, methods and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate (FPGA). array), programmable logic units (PLUs), microprocessors, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of software. For convenience of understanding, there are cases in which one processing device is used, but those skilled in the art will understand that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it can include. For example, a processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, which configures a processing device to operate as desired or processes independently or collectively. The device can be commanded. Software and/or data may be any tangible machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, intended to be interpreted by or provide instructions or data to a processing device. , or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. Software may be distributed on networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer readable media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. Computer readable media may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on a computer readable medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

Claims (16)

양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법에 있어서,
좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 상기 양안 시차 영상의 이벤트 분포에 기초하여 상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득하는 단계;
상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산하는 단계; 및
상기 비용 행렬에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정하는 단계
를 포함하고,
상기 비용 행렬을 계산하는 단계는,
상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 특징 매칭 비용을 계산하는 단계;
상기 픽셀들의 극성에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들의 극성 매칭 비용을 계산하는 단계; 및
상기 특징 매칭 비용과 상기 극성 매칭 비용을 기초로 상기 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 획득하는 단계
를 포함하는 양안 시차 영상의 시차 결정 방법.
A method for determining parallax of a binocular parallax image,
acquiring characteristics of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on an event distribution of the binocular disparity image including a left eye image and a right eye image;
calculating a cost matrix of pixels matched between the left-eye image and the right-eye image based on the characteristics of the pixels; and
Determining a parallax of each of the matched pixels based on the cost matrix
including,
Calculating the cost matrix,
calculating a feature matching cost of pixels matched between the left eye image and the right eye image based on the feature of the pixels;
calculating a polarity matching cost of the matched pixels based on the polarities of the pixels; and
Obtaining a cost matrix of the matched pixels based on the feature matching cost and the polarity matching cost.
A method for determining disparity of a binocular disparity image comprising a.
제1항에 있어서,
상기 특징을 획득하는 단계는,
상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들을 이벤트 부분과 비-이벤트(non-event) 부분으로 분할함으로써 이벤트의 분포를 획득하는 단계;
상기 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들 각각으로부터 이벤트 부분에 포함된 가장 가까운 픽셀까지의 유클라디언 거리를 계산하는 단계; 및
상기 유클라디언 거리들 각각을 상기 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들의 각각의 특징으로 설정하는 단계
를 포함하는 양안 시차 영상의 시차 결정 방법.
According to claim 1,
The step of acquiring the feature is,
obtaining an event distribution by dividing a plurality of pixels included in the binocular parallax image into an event part and a non-event part;
calculating a Euclidean distance from each of the plurality of pixels included in the non-event portion to a nearest pixel included in the event portion; and
Setting each of the Euclidean distances as a feature of each of a plurality of pixels included in the non-event part.
A method for determining disparity of a binocular disparity image comprising a.
양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법에 있어서,
좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 상기 양안 시차 영상의 이벤트 분포에 기초하여 상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득하는 단계;
상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산하는 단계; 및
상기 비용 행렬에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정하는 단계
를 포함하고,
상기 특징을 획득하는 단계는,
상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들을 이벤트 부분과 비-이벤트(non-event) 부분으로 분할함으로써 이벤트의 분포를 획득하는 단계;
상기 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들과 상기 이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들 사이의 유클라디언 거리를 나타내는 복수의 함수의 포물선들을 획득하는 단계;
상기 포물선들 사이의 교점들을 획득하는 단계;
상기 교점들의 아래쪽 인벨로프를 기초로 가장 가까운 픽셀까지의 유클라디언 거리를 계산하는 단계; 및
상기 유클라디언 거리들 각각을 상기 비-이벤트 부분에 포함된 복수의 픽셀들의 각각의 특징으로 설정하는 단계
를 포함하는 양안 시차 영상의 시차 결정 방법.
A method for determining parallax of a binocular parallax image,
acquiring characteristics of a plurality of pixels included in the binocular parallax image based on an event distribution of the binocular parallax image including a left eye image and a right eye image;
calculating a cost matrix of pixels matched between the left-eye image and the right-eye image based on the characteristics of the pixels; and
Determining a parallax of each of the matched pixels based on the cost matrix
including,
The step of acquiring the feature is,
obtaining an event distribution by dividing a plurality of pixels included in the binocular parallax image into an event part and a non-event part;
obtaining parabolas of a plurality of functions representing Euclidean distances between a plurality of pixels included in the non-event part and a plurality of pixels included in the event part;
obtaining points of intersection between the parabolas;
calculating a Euclidean distance to the nearest pixel based on the lower envelope of the intersection points; and
Setting each of the Euclidean distances as a feature of each of a plurality of pixels included in the non-event part.
A method for determining disparity of a binocular disparity image comprising a.
제3항에 있어서,
상기 비용 행렬을 계산하는 단계는,
상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 특징 매칭 비용을 계산하는 단계;
상기 픽셀들의 극성에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들의 극성 매칭 비용을 계산하는 단계; 및
상기 특징 매칭 비용과 상기 극성 매칭 비용을 기초로 상기 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 획득하는 단계
를 포함하는 양안 시차 영상의 시차 결정 방법.
According to claim 3,
Calculating the cost matrix,
calculating a feature matching cost of pixels matched between the left eye image and the right eye image based on the feature of the pixels;
calculating a polarity matching cost of the matched pixels based on the polarities of the pixels; and
Obtaining a cost matrix of the matched pixels based on the feature matching cost and the polarity matching cost.
A method for determining disparity of a binocular disparity image comprising a.
제1항에 있어서,
상기 시차를 결정하는 단계는, 상기 비용 행렬을 필터링하는, 양안 시차 영상의 시차 결정 방법.
According to claim 1,
The determining of the disparity may include filtering the cost matrix.
제1항에 있어서,
상기 양안 시차 영상에서 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는, 양안 시차 영상의 시차 결정 방법.
According to claim 1,
The method of determining disparity of a binocular disparity image, further comprising removing noise from the binocular disparity image.
양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법에 있어서,
좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 상기 양안 시차 영상에 직교 분석을 적용함으로써 복수의 특징 벡터들을 획득하는 단계;
상기 복수의 특징 벡터들로부터 특징값들을 계산하는 단계;
상기 특징값들에 기초하여 상기 양안 시차 영상에서 노이즈를 제거하는 단계;
상기 양안 시차 영상의 이벤트 분포에 기초하여 상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득하는 단계;
상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산하는 단계; 및
상기 비용 행렬에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정하는 단계
를 포함하는 양안 시차 영상의 시차 결정 방법.
A method for determining parallax of a binocular parallax image,
obtaining a plurality of feature vectors by applying orthogonal analysis to the binocular parallax image including a left eye image and a right eye image;
calculating feature values from the plurality of feature vectors;
removing noise from the binocular disparity image based on the feature values;
acquiring features of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on an event distribution of the binocular disparity image;
calculating a cost matrix of pixels matched between the left-eye image and the right-eye image based on the characteristics of the pixels; and
Determining a parallax of each of the matched pixels based on the cost matrix
A method for determining disparity of a binocular disparity image comprising a.
제1항에 있어서,
상기 결정된 시차를 최적화하는 단계를 더 포함하는 양안 시차 영상의 시차 결정 방법.
According to claim 1,
A method for determining disparity of a binocular disparity image, further comprising optimizing the determined disparity.
양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법에 있어서,
좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 상기 양안 시차 영상의 이벤트 분포에 기초하여 상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득하는 단계;
상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산하는 단계;
상기 비용 행렬에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정하는 단계;
상기 복수의 픽셀들의 시차들 사이의 연관관계를 획득하는 단계; 및
상기 결정된 시차들을 상기 연관관계에 기초하여 최적화하는 단계
를 포함하는 양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법.
A method for determining parallax of a binocular parallax image,
acquiring characteristics of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on an event distribution of the binocular disparity image including a left eye image and a right eye image;
calculating a cost matrix of pixels matched between the left-eye image and the right-eye image based on the characteristics of the pixels;
determining a parallax of each of the matched pixels based on the cost matrix;
obtaining a correlation between parallaxes of the plurality of pixels; and
Optimizing the determined disparity based on the correlation
A method for determining disparity of a binocular disparity image comprising a.
제9항에 있어서,
상기 연관관계를 획득하는 단계는,
상기 시차들에 대하여 교차 검증을 적용함으로써 상기 각 시차들에 대한 강인성 값을 획득하는 단계; 및
상기 각 시차들에 대한 강인성 값을 기초로 모든 시차들 사이의 연관관계를 획득하는 단계
를 포함하는 양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법.
According to claim 9,
The step of obtaining the association relationship is,
obtaining a robustness value for each of the lags by applying cross-validation to the lags; and
Obtaining a correlation between all lags based on the robustness value for each lag.
A method for determining disparity of a binocular disparity image comprising a.
제10항에 있어서,
상기 연관관계에 기초하여 최적화하는 단계는,
상기 강인성 값과 상기 연관관계를 기초로 밀집 조건부 랜덤 필드를 획득하는 단계; 및
상기 시차들을 상기 밀집 조건부 랜덤 필드를 이용하여 최적화하는 단계
를 포함하는 양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법.
According to claim 10,
The step of optimizing based on the association relationship,
obtaining a dense conditional random field based on the robustness value and the correlation; and
Optimizing the parallaxes using the dense conditional random field
A method for determining disparity of a binocular disparity image comprising a.
제11항에 있어서,
상기 밀집 조건부 랜덤 필드를 이용하여 최적화하는 단계는,
상기 밀집 조건부 랜덤 필드에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들의 서브 픽셀 수준의 시차를 결정하는 단계; 및
상기 서브 필셀 수준의 시차 및 상기 양안 시차 영상을 촬영한 카메라의 초점거리에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들의 깊이 값을 획득하는 단계
를 포함하는 양안 시차 영상의 시차를 결정하는 방법.
According to claim 11,
The step of optimizing using the dense conditional random field,
determining subpixel-level disparity of the matched pixels based on the dense conditional random field; and
Obtaining depth values of the matched pixels based on the sub-pixel level parallax and the focal length of a camera that captures the binocular parallax image.
A method for determining disparity of a binocular disparity image comprising a.
컴퓨팅 하드웨어가 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는 비일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
A non-transitory computer readable storage medium storing instructions that cause computing hardware to execute the method of any one of claims 1 to 12.
좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 양안 시차 영상의 이벤트 분포에 기초하여 상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득하는 특징 획득부;
상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산하는 행렬 계산부; 및
상기 비용 행렬에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정하는 시차 결정부
를 포함하고,
상기 행렬 계산부는,
상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 특징 매칭 비용을 계산하고,
상기 픽셀들의 극성에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들의 극성 매칭 비용을 계산하고,
상기 특징 매칭 비용과 상기 극성 매칭 비용을 기초로 상기 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 획득하는
양안 시차 영상의 시차 결정 장치.
a feature acquiring unit that acquires characteristics of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on event distribution of the binocular disparity image including the left eye image and the right eye image;
a matrix calculation unit calculating a cost matrix of matching pixels between the left-eye image and the right-eye image based on the characteristics of the pixels; and
A disparity determination unit determining a disparity of each of the matched pixels based on the cost matrix.
including,
The matrix calculator,
Calculate a feature matching cost of pixels matched between the left eye image and the right eye image based on the feature of the pixels;
Calculate a polarity matching cost of the matched pixels based on the polarities of the pixels;
Obtaining a cost matrix of the matched pixels based on the feature matching cost and the polarity matching cost
A device for determining disparity in binocular disparity images.
좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 양안 시차 영상에 직교 분석을 적용함으로써 복수의 특징 벡터들을 획득하고, 상기 복수의 특징 벡터들로부터 특징값들을 계산하고, 상기 특징값들에 기초하여 상기 양안 시차 영상에서 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부;
상기 양안 시차 영상의 이벤트 분포에 기초하여 상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득하는 특징 획득부;
상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산하는 행렬 계산부; 및
상기 비용 행렬에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정하는 시차 결정부
를 포함하는 양안 시차 영상의 시차 결정 장치.
A plurality of feature vectors are obtained by applying orthogonal analysis to a binocular parallax image including a left eye image and a right eye image, feature values are calculated from the plurality of feature vectors, and feature values are calculated in the binocular parallax image based on the feature values. a noise removal unit that removes noise;
a feature acquiring unit acquiring features of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on an event distribution of the binocular disparity image;
a matrix calculation unit calculating a cost matrix of matching pixels between the left-eye image and the right-eye image based on the characteristics of the pixels; and
A disparity determination unit determining a disparity of each of the matched pixels based on the cost matrix.
An apparatus for determining disparity of a binocular disparity image comprising a.
좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 양안 시차 영상의 이벤트 분포에 기초하여 상기 양안 시차 영상에 포함된 복수의 픽셀들의 특징을 획득하는 특징 획득부;
상기 픽셀들의 특징에 기초하여 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 간의 매칭되는 픽셀들의 비용 행렬을 계산하는 행렬 계산부;
상기 비용 행렬에 기초하여 상기 매칭되는 픽셀들 각각의 시차를 결정하는 시차 결정부; 및
상기 복수의 픽셀들의 시차들 사이의 연관관계를 획득하고, 상기 결정된 시차들을 상기 연관관계에 기초하여 최적화하는 최적화부
를 포함하는 양안 시차 영상의 시차 결정 장치.
a feature acquiring unit that acquires characteristics of a plurality of pixels included in the binocular disparity image based on event distribution of the binocular disparity image including the left eye image and the right eye image;
a matrix calculation unit calculating a cost matrix of matching pixels between the left-eye image and the right-eye image based on the characteristics of the pixels;
a disparity determination unit determining a disparity of each of the matched pixels based on the cost matrix; and
An optimization unit that obtains a correlation between parallaxes of the plurality of pixels and optimizes the determined parallaxes based on the correlation.
An apparatus for determining disparity of a binocular disparity image comprising a.
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