Stereo-Funktionen zur Berechnung von korrespondierenden Punktepaaren. Mehr ...

Aufzählungen

enum MPTenCoorType { mptCorrCross, mptCorrCrossZeroMean, mptCorrMoravec, mptCorrPearson }
Aufzählungstyp für den Korrelationsalgorithmus. Mehr ...

Funktionen

int searchStereoFeaturesEdges (const MPTImage *img, MPTPoint2i *featurePoints, int *pointCount)
Sucht Kanten im Bild als Ausgangspunkte für Stereo Berechnungen.
MPT_API int calculateOffset (const MPTImage *img, const MPTImage *imgRef, int *offset)
Berechnet den horizontalen Offset zwischen den Merkmalen der Bilder.
int calcEpiLine (MPTPoint2i point, int imageWidth, int offset, int length, int step, int windowSize, MPTPoint2i *epiPoints, int *pointCount)
Berechnet eine horizontale Epipolarlinie.
int correlate (const MPTImage *img, const MPTImage *imgRef, MPTPoint2i point, const MPTPoint2i *epiPoints, int pointCount, int windowSize, enum MPTenCoorType corrType, double *corrValues)
Berechnen der Korrelation entlang der Epipolarlinie.
int calculateMaximum (const double *corrValues, int pointCount, int smooth, double thresh, double *maxIndex)
Berechnen der subpixelgenauen Position des größten Korrelationskoeffizienten.
int calculatePosition (const MPTPoint2i *epiPoints, int pointCount, double maxIndex, MPTPoint2d *point)
Berechnet die Position des Korrespondenzpunktes.
int calculateMatching (const MPTImage *img, const MPTImage *imgRef, MPTPoint2i point, const MPTPoint2i *epiPoints, int pointCount, int windowSize, int smooth, double thresh, enum MPTenCoorType corrType, MPTPoint2d *match)
Berechnet einen Korrespondenzpunkt.
int filterPoints (const MPTPoint2i *points, const MPTPoint2d *pointsRef, int *pointCount, MPTPoint2i *filteredPoints, MPTPoint2d *filteredRefPoints)
Ausdünnen der gefundenen Korrespondenzpunkte.

Ausführliche Beschreibung

Stereo-Funktionen zur Berechnung von korrespondierenden Punktepaaren.

In dieser Gruppe befinden sich alle Funktionen, die für die Berechnung von korrespondierenden Punktepaaren benötigt werden. Von besonderer Bedeutung ist die Funktion zur Berechnung von Punkten auf einer Epipolarlinie calcEpiLine() und die Funktionen zur Korrelationsberechnung. Dabei kann die Berechnung des korrespondierenden Punktes sowohl in einem Schritt mit der Funktion calculateMatching(), als auch in 3 Schritten mit den Funktionen correlate(), calculateMaximum() und calculatePosition() erfolgen.

Zur Suche von Punkten mit hohem Informationsgehalt(Kantenpunkte) als Ausgangspunkt für die Korrelationsberechnung kann die Funktion searchStereoFeaturesEdges() verwendet werden. Für eine optimale Positionierung der Epipolarlienen kann mit der Funktion calculateOffset() der mittlere Offset zwischen den Merkmalen beider Bilder berechnet werden. Mit der Funktion filterPoints() werden Ausreißer aus den korrespondierenden Punktepaaren entfernt.

Dokumentation der Aufzählungstypen

enum MPTenCoorType

Aufzählungstyp für den Korrelationsalgorithmus.

Aufzählungswerte:

mptCorrCross	Kreuzkorrelation.
mptCorrCrossZeroMean	Mitelwertfreie Kreuzkorrelation.
mptCorrMoravec	Korrelation nach Moravec.
mptCorrPearson	Korrelation nach Pearson.

Dokumentation der Funktionen

int calcEpiLine	(	MPTPoint2i	point,
		int	imageWidth,
		int	offset,
		int	length,
		int	step,
		int	windowSize,
		MPTPoint2i *	epiPoints,
		int *	pointCount
	)

Berechnet eine horizontale Epipolarlinie.

Diese Funktion berechnet die Punkte auf einer horizontalen Epipolarlinie im Korrespondenzbild für einen vorgegebenen Punkt im Basisbild. Die Position und die Länge der Epipolarlinie sind frei wählbar. Die Epipolarlinie enthält maximal 2 * length/step + 1 Punkte, die symmetrisch um den Startpunkt verteilt sind. Der Startpunkt im Korrespondenzbild kann entlang der Horizontalen gegenüber dem Punkt im Basisbild verschoben werden. Zur Beschleunigung der Korrelationsberechnung sollte die Epipolarlinie nur so viele Punkte enthalten wie für eine sichere Bestimmung der korrespondierenden Punkte benötigt werden. Daher ist es auch möglich die Schrittweite bei der Berechnung der Epipolarpunkte entlang der Epipolarlinie zu variieren. Durch die Angabe der Bildbreite und der Größe des Korrelationsfensters wird sichergestellt, dass die Epipolarlinie keine Punkte enthält, die außerhalb des Bildes oder zu nah am Rand liegen.

Im ersten Aufruf sollte der Paramerer epiPoints auf NULL gesetzt werden, dann berechnet diese Funktion nur die Anzahl der Punkte. Beim zweiten Aufruf kann der Zielspeicher übergeben werden, dann werden die Punkte tatsächlich berechnet.

Rückgabewerte:

MPT_NO_ERROR	wenn kein Fehler auftrat
MPT_ERR_MEMORY_TO_SMALL	wenn der Speicherbereich zu klein für den Ergebnisvektor ist

Parameter:

point	Punkt im Basisbild zu dem die Epipolarlinie berechnet werden soll
imageWidth	Bildbreite in Pixeln
offset	Verschiebung des Startpunktes im Korrespondenzbild in Pixeln
length	Länge der Epipolarlinie an jeder Seite des Startpunktes in Pixeln
step	Schrittweite der Epipolarpunkte entlang der Epipolarlinie in Pixeln
windowSize	Größe des Korrelationsfensters in Pixeln
epiPoints	Punkte der Epipolarlinie, wenn NULL wird nur die Anzahl der Punkte berechnet.
pointCount	Anzahl der berechneten Epipolarpunkte (maximal 2 * length/step + 1).

int calculateMatching	(	const MPTImage *	img,
		const MPTImage *	imgRef,
		MPTPoint2i	point,
		const MPTPoint2i *	epiPoints,
		int	pointCount,
		int	windowSize,
		int	smooth,
		double	thresh,
		enum MPTenCoorType	corrType,
		MPTPoint2d *	match
	)

Berechnet einen Korrespondenzpunkt.

Diese Funktion berechnet die Position des Korrespondenzpunktes entlang der Epipolarpunkte. Dazu wird ein Bildausschnitt innerhalb des Korrelationsfensters im Basisbild mit den Bildausschnitten entlang der Epipolarpunkte im Korrespondenzbild verglichen. Die berechneten Korrelationskoeffizienten liegen zwischen -1 und 1. Dabei bedeutet -1: negativer lineaer Zusammenhang, 0: kein lineaer Zusammenhang, 1: positiver lineaer Zusammenhang. Für die Berechnung der Korrelation stehen folgende Verfahren zur Verfügung: Kreuzkorrelation, Mitelwertfreie Kreuzkorrelation, Korrelation nach Moravec und Korrelation nach Pearson. Danach wird die subpixelgenaue Position des größten Korrelationskoeffizienten bestimmt. Dazu werden die Korrelationskoeffizienten mit einem Boxfilter geglättet und die Position des größten Korrelationskoeffizienten ausgewählt. Ist dieser größer als der vorgegebene Schwellwert, wird die exakte Position unter Berücksichtigung der benachbarten Werte berechnet.

Es wird nicht geprüft, ob die übergebenen Pixel-Koordinaten gültig sind und ob das Korrelationsfenster evtl. den Bildrand überragt. Dafür ist der Aufrufer verantwortlich.

Rückgabewerte:

MPT_NO_ERROR	wenn kein Fehler auftrat
MPT_ERR_CORRELATION	wenn kein gültiges Maximum gefunden wurde
MPT_ERR_IMAGE_GRAY_EXPECTED	wenn das Quellbild nicht im Graustufenformat vorliegt
MPT_ERR_IMAGE_TYPE_MISMATCH	wenn das Zielbild nicht im Graustufenformat vorliegt
MPT_ERR_IMAGE_DIM_MISMATCH	wenn die Auflösungen von Quell- und Zielbild nicht identisch sind

Parameter:

img	Bilddaten Basisbild
imgRef	Bilddaten Korrespondenzbild
point	Punkt zu dem die Korrelation berechnet werden soll.
epiPoints	Punkte der Epipolarlinie
pointCount	Anzahl der Epipolarpunkte
windowSize	Größe des Korrelationsfensters in Pixeln
smooth	Anzahl der Werte über die gemittelt werden soll
thresh	Mindestwert des Korrelationskoeffizienten [-1, 1] (-1: negativer lineaer Zusammenhang, 0: kein lineaer Zusammenhang, 1: positiver lineaer Zusammenhang). Liegt der höchste Wert der Korrelationsberechnung unterhalb dieses Schwellwerts, ist `match` ungültig und diese Funktion gibt MPT_ERR_CORRELATION zurück.
corrType	Zu benutzender Korrelationsalgorithmus.
match	Berechneter optimaler Korrespondenzpunkt

int calculateMaximum	(	const double *	corrValues,
		int	pointCount,
		int	smooth,
		double	thresh,
		double *	maxIndex
	)

Berechnen der subpixelgenauen Position des größten Korrelationskoeffizienten.

Diese Funktion sucht die subpixelgenaue Position des größten Korrelationskoeffizienten. Dazu werden die Korrelationskoeffizienten mit einem Boxfilter geglättet und die Position des größten Korrelationskoeffizienten ausgewählt. Ist dieser größer als der vorgegebene Schwellwert, wird die exakte Position unter Berücksichtigung der benachbarten Werte berechnet.

Rückgabewerte:

MPT_NO_ERROR	wenn kein Fehler auftrat
MPT_ERR_CORRELATION	wenn kein gültiges Maximum gefunden wurde

Parameter:

corrValues	Korrelationswerte
pointCount	Anzahl Korrelationswerte
smooth	Anzahl der Werte über die gemittelt werden soll
thresh	Mindestwert des Korrelationskoeffizienten [-1, 1] (-1: negativer lineaer Zusammenhang, 0: kein lineaer Zusammenhang, 1: positiver lineaer Zusammenhang)
maxIndex	Position des größten Korrelationskoeffizienten

MPT_API int calculateOffset	(	const MPTImage *	img,
		const MPTImage *	imgRef,
		int *	offset
	)

Berechnet den horizontalen Offset zwischen den Merkmalen der Bilder.

Diese Funktion berechnet den mittleren horizontalen Offset zwischen den Kanten der Objekte in den beiden Bildern. Dieser Offset kann für eine Optimierung der Berechnung der Epipolarlinien genutzt werden.

Rückgabewerte:

MPT_NO_ERROR	wenn kein Fehler auftrat
MPT_ERR_ALG_INTERNAL_CALC	wenn ein Fehler bei der Berechnung aufgetreten ist
MPT_ERR_IMAGE_GRAY_EXPECTED	wenn das Quellbild nicht im Graustufenformat vorliegt
MPT_ERR_IMAGE_TYPE_MISMATCH	wenn das Zielbild nicht im Graustufenformat vorliegt
MPT_ERR_IMAGE_DIM_MISMATCH	wenn die Auflösungen von Quell- und Zielbild nicht identisch sind

Parameter:

img	Bilddaten
imgRef	Bilddaten Korrespondenzbild
offset	Offset zwischen den Merkmalen der Bilder

int calculatePosition	(	const MPTPoint2i *	epiPoints,
		int	pointCount,
		double	maxIndex,
		MPTPoint2d *	point
	)

Berechnet die Position des Korrespondenzpunktes.

Diese Funktion berechnet die Position des Korrespondenzpunktes aus den Epipolarpunkten und der Position des maximalen Korrelationskoeffizienten entlang der Epipolarpunkte.

Rückgabewerte:

MPT_NO_ERROR	wenn kein Fehler auftrat
MPT_ERR_POSITION	wenn der größte Korrelationswert außerhalb der Epipolarpunkte liegt

Parameter:

epiPoints	Punkte der Epipolarlinie
pointCount	Anzahl der Epipolarpunkte
maxIndex	Position des größten Korrelationskoeffizienten
point	Korrespondenzpunkt

int correlate	(	const MPTImage *	img,
		const MPTImage *	imgRef,
		MPTPoint2i	point,
		const MPTPoint2i *	epiPoints,
		int	pointCount,
		int	windowSize,
		enum MPTenCoorType	corrType,
		double *	corrValues
	)

Berechnen der Korrelation entlang der Epipolarlinie.

Diese Funktion berechnet die Korrelationskoeffizienten entlang der Epipolarlinie. Dazu wird ein Bildausschnitt innerhalb des Korrelationsfensters im Basisbild mit den Bildausschnitten entlang der Epipolarpunkte im Korrespondenzbild verglichen. Die Korrelationskoeffizienten liegen zwischen -1 und 1. Dabei bedeutet -1: negativer lineaer Zusammenhang, 0: kein lineaer Zusammenhang, 1: positiver lineaer Zusammenhang. Für die Berechnung der Korrelation stehen folgende Verfahren zur Verfügung: Kreuzkorrelation, Mitelwertfreie Kreuzkorrelation, Korrelation nach Moravec und Korrelation nach Pearson.

Es wird nicht geprüft, ob die übergebenen Pixel-Koordinaten gültig sind und ob das Korrelationsfenster evtl. den Bildrand überragt. Dafür ist der Aufrufer verantwortlich.

Rückgabewerte:

MPT_NO_ERROR	wenn kein Fehler auftrat
MPT_ERR_MEMORY_TO_SMALL	wenn der Speicherbereich zu klein für den Ergebnisvektor ist
MPT_ERR_IMAGE_GRAY_EXPECTED	wenn das Quellbild nicht im Graustufenformat vorliegt
MPT_ERR_IMAGE_TYPE_MISMATCH	wenn das Zielbild nicht im Graustufenformat vorliegt
MPT_ERR_IMAGE_DIM_MISMATCH	wenn die Auflösungen von Quell- und Zielbild nicht identisch sind

Parameter:

img	Bilddaten Basisbild
imgRef	Bilddaten Korrespondenzbild
point	Punkt zu dem die Korrelation berechnet werden soll
epiPoints	Punkte der Epipolarlinie
pointCount	Anzahl der Epipolarpunkte
windowSize	Größe des Korrelationsfensters in Pixeln. Muss ungerade sein.
corrType	Zu benutzender Korrelationsalgorithmus
corrValues	Ergebnis der Korrelationswerte. Es muss ausreichend Speicher für `pointCount` Werte vorhanden sein.

int filterPoints	(	const MPTPoint2i *	points,
		const MPTPoint2d *	pointsRef,
		int *	pointCount,
		MPTPoint2i *	filteredPoints,
		MPTPoint2d *	filteredRefPoints
	)

Ausdünnen der gefundenen Korrespondenzpunkte.

Diese Funktion entfernt Ausreißer aus den gefundenen Korrespondenzpunkten. Dazu ist es erforderlich, dass die Punkte durch die Funktion searchStereoFeaturesEdges bereits nach Objekten sortiert sind.

Rückgabewerte:

MPT_NO_ERROR	wenn kein Fehler auftrat
MPT_ERR_MEMORY_TO_SMALL	wenn der Speicherbereich zu klein für den Ergebnisvektor ist

Parameter:

points	Punkte
pointsRef	Korrespondenzpunkte
pointCount	Anzahl der Punkte, danach Anzahl der ausgedünnten Punkte
filteredPoints	Ausgedünnte Punkte
filteredRefPoints	Ausgedünnte Korrespondenzpunkte

int searchStereoFeaturesEdges	(	const MPTImage *	img,
		MPTPoint2i *	featurePoints,
		int *	pointCount
	)

Sucht Kanten im Bild als Ausgangspunkte für Stereo Berechnungen.

Diese Funktion sucht im Bild nach Kanten und sortiert die gefundenen Kantenpunkte entsprechend ihrer Nachbarschaft und ihrer Zugehörigkeit zu einzelnen Objekten.

Im ersten Aufruf kann der Paramerer featurePoints auf NULL gesetzt werden, dann übergibt diese Funktion nur die Anzahl der berechneten Punkte. Beim zweiten Aufruf kann der Zielspeicher übergeben werden, dann werden auch die Punkte übergeben.

Rückgabewerte:

MPT_NO_ERROR	wenn kein Fehler auftrat
MPT_ERR_MEMORY_TO_SMALL	wenn der Speicherbereich zu klein für den Ergebnisvektor ist
MPT_ERR_ALG_INTERNAL_CALC	wenn ein Fehler bei der Berechnung aufgetreten ist
MPT_ERR_IMAGE_GRAY_EXPECTED	wenn das Quellbild nicht im Graustufenformat vorliegt

Parameter:

img	Bilddaten
featurePoints	gefundene Kantenpunkte
pointCount	Anzahl der gefundenen Kantenpunkte