立体匹配技术是三维重建的必要步骤,其准确性直接决定了三维重建的效果。然而立体匹配技术面临着难以兼顾精度与速度的问题,并且匹配精度易受到噪声和光照变化的干扰,难以快速地获取高精度视差图,因此立体匹配技术又是视觉领域中的难点之一,备受国内外学者的青睐。本文从能够兼顾立体匹配精度和速度,提高匹配鲁棒性的角度出发,以立体匹配的视差搜索策略和相似性度量函数为中心,在研究各种立体匹配的基础上,将色彩分割和非参数变换引入为到基于区域的匹配算法中,提出了一种快速的具有较强抗干扰性的分步立体匹配算法。首先,在立体匹配视差搜索策略的角度入手,将色彩分割引入到立体匹配技术中,提出了一种基于色彩分割的视差约束方法,并对一定范围内视差进行分步匹配的视差搜索策略。即先利用均值漂移算法分割图像,以任意大小和形状的分割区域为支持窗口进行初次匹配,形成视差约束;在根据视差约束结果进行二次匹配得到稠密的视差图。这种基于色彩分割的分步匹配技术不仅得到了较高精度的视差图,而且大大地提高了匹配的速度。然后,在立体匹配相似性度量函数的角度入手,对传统相似性度量函数易受到噪声和光照变换影响的缺点进行了研究,并在传统非参数变换的基础上进行改进,提出了一种融合机制下的相似性度量函数。即先利用色彩分割结果计算基于色彩分割的匹配代价函数,再对传统非参数变换过程进行加权,最后将这两种匹配代价函数进行融合构成联合匹配代价函数。这种融合机制下的联合匹配代价函数不仅提高了继承了传统非参数变换对光照变化的鲁棒性,而且提高了视差匹配的精度。最后,通过多组仿真实验和数据测评可知,本文所提出的匹配算法不仅兼顾了匹配的精度和速度,而且有效地克服了噪声和光照变换对匹配精度的影响,算法具有实时性和正确性。