[科普中国]-影像相关

影像相关的目的

最初的影像匹配是利用相关技术实现的，即使现在，影像相关在影像匹配中依然处于非常重要的地位。由于对影像中的灰度可转换为电子、光学或数字等不同形式的信号，因而可构成电子相关、光学相关或数字相关。目前主要应用数字相关。影像相关是利用两幅影像的相关函数，评价它们的相似性以确定同名点2。

影像相关的原理影像相关是利用相关函数、评价两影像窗口灰度信号分布的相似性，解决影像匹配的问题，其中相关函数只是评价相似性的一种测度(或标准)。当然也可以不用相关函数而采用其它的测度，从而可构成不同的影像匹配算法2。

电子相关：用电子电路解算相关函数3；

光学相关：用光学方法确定相关函数；核线相关，用立体像对对左、右同名核线上的灰度序列进行的影像相关；

数字相关：用计算机或专用数字相关器解算相关函数；一般情况下数字相关是个二维的搜索过程，但若对原始影像沿核线进行重采样形成核线影像对，则不存在上下视差。数字相关则转化为一维的搜索过程，它们分别称为二维相关与一维相关。一维相关，是沿一个方向搜索同名影像；二维相关，在二维影像空间的搜索区内搜索与日标区同名影像2。全数字化自动测图的核心部分是数字影像相关。沿核线进行一维相关的方法有速度快和精度高等优点，故被数字相关领域广泛采纳1。

最小二乘相关：以左、右像片的灰度差为观测值进行最小二乘法平差，以解求同名影像1。

影像相关与频谱分析：利用频谱分析理论，不仅可以得到相关函数的快速估计值，而且它对于数字相关系统的设计有十分重要的指导意义2。

影像匹配影像匹配包括：

1、基于待相关点的小区域内影像灰度——区域相关

2、基于特征的影像匹配

根据统计理论分析，每一种影像匹配方法不可避免地会出现匹配错误，这就希望减少这种错误。若同时利用几种测度进行判别，当满足所有条件时，才认为是同名象点，这就是多测度(或称多重判断据)影像匹配方法2。

发展导向立体影像相关技术能够增强场景影像的真实感和沉浸感，在文化娱乐、医疗、军事仿真、工程展览、教育等领域得到了广阔的应用，正成为各国科研和产业界关注的热点领域。近年来，诸如柱幕、环幕和球幕等具有高分辨率和强沉浸感的非平面影像显示系统陆续出现。尽管目前传统的平面立体影像相关技术己经相当成熟，但平面立体影像生成技术无法直接应用于非平面的影像显示系统，因此，开发适用于此类非传统平面显示系统的立体影像相关技术变得越来越重要4。

如何面向球面进行立体影像生成和感知分析，是立体影像技术领域内的难点问题。一方面，在球面极点区域物体远离球面成像平面的情况下，已有的球面立体影像生成方法会产生极点区域的影像扭曲问题，极大影响用户的观察体验。另一方面，面向球面的立体影像感知分析模型和评估方法尚未建立，无法对球面立体影像生成方法及其感知效果进行有效评估4。