本研究提出了一种基于归一化互相关（ZNCC）的新型立体匹配算法，旨在提高视差图计算的准确性和鲁棒性。通过优化ZNCC匹配准则和代价聚合策略，有效解决了传统方法在纹理不足或光照变化情况下的匹配难题，为三维场景重建提供精确深度信息。
立体匹配是计算机视觉领域中的一个重要课题，在计算两个或多个图像之间的对应关系方面发挥着关键作用，尤其是在三维重建和自动驾驶等领域有着广泛的应用场景。ZNCC（Zero Mean Normalized Cross Correlation，零均值归一化互相关）是一种常用的立体匹配算法，通过比较像素间的相似性来寻找最佳的配对。
该方法的目标是确定左右两幅图像中对应像素点之间的深度差异（或称为视差），以此推断出物体在三维空间中的结构。ZNCC算法首先会对图像进行预处理，包括灰度化、归一化以及去噪等步骤，确保图像对比的一致性和减少噪声的影响。
ZNCC的核心在于计算两幅图中对应像素的互相关系数，并通过减去除以各自平均值后的差值得到一个标准化的结果，从而消除光照变化带来的影响。具体公式为：
\[ ZNCC = \frac{\sum{(I_{l} - \bar{I}_{l})(I_{r} - \bar{I}_{r})}}{\sqrt{\sum{(I_{l} - \bar{I}_{l})^2}\sum{(I_{r} - \bar{I}_{r})^2}}} \]
其中，\( I_l \) 和 \( I_r \) 分别代表左右图像的像素值，而 \( \bar{I}_l \) 和 \( \bar{I}_r \) 是对应位置上的平均亮度。ZNCC的结果越接近于1，则表明两像素点间的相似度越高，并且可能是对应的。
为了获得更细致和连续的视差图，在实际应用中通常会采用插值方法，如线性、最近邻或双线性等技术来平滑地扩展离散的匹配结果到整个图像区域。通过这种方法可以生成更为密集和平滑的深度信息分布图，为三维重建等领域提供重要的数据支持。
立体匹配ZNCC算法是一种在处理光照变化及噪声环境下的有效图像配准技术，并且对于学习和研究计算机视觉的人来说掌握其原理及其应用是非常有必要的。
5星
