In this paper, we propose a low error rate and real-time stereo vision system on GPU. Many stereo vision systems on GPU have been proposed to date. In those systems, the error rates and the processing speed are in trade-off relationship. We propose a real-time stereo vision system on GPU for the high resolution images. This system also maintains a low error rate compared to other fast systems. In our approach, we have implemented the cost aggregation (CA), cross-checking and median filter on GPU in order to realize the real-time processing. Its processing speed is 40 fps for 1436x992 pixels images when the maximum disparity is 145, and its error rate is the lowest among the GPU systems which are faster than 30 fps.

Mobile stereo-matching systems have become an important part of many applications, such as automated-driving vehicles and autonomous robots. Accurate stereo-matching methods usually lead to high computational complexity; however, mobile platforms have only limited hardware resources to keep their power consumption low; this makes it difficult to maintain both an acceptable processing speed and accuracy on mobile platforms. To resolve this trade-off, we herein propose a novel acceleration approach for the well-known zero-means normalized cross correlation (ZNCC) matching cost calculation algorithm on a Jetson Tx2 embedded GPU. In our method for accelerating ZNCC, target images are scanned in a zigzag fashion to efficiently reuse one pixel's computation for its neighboring pixels; this reduces the amount of data transmission and increases the utilization of on-chip registers, thus increasing the processing speed. As a result, our method is 2X faster than the traditional image scanning method, and 26% faster than the latest NCC method. By combining this technique with the domain transformation (DT) algorithm, our system show real-time processing speed of 32 fps, on a Jetson Tx2 GPU for 1,280x384 pixel images with a maximum disparity of 128. Additionally, the evaluation results on the KITTI 2015 benchmark show that our combined system is more accurate than the same algorithm combined with census by 7.26%, while maintaining almost the same processing speed.

深度估计是某些领域的关键技术之一，例如自动驾驶和机器人导航。但是，使用单个传感器的传统方法不可避免地受到传感器的性能的限制。因此，提出了一种融合激光镜头和立体声摄像机的精度和健壮方法。该方法完全结合了LiDAR和立体声摄像机的优势，这些摄像头可以保留LIDAR高精度和图像的高分辨率的优势。与传统的立体声匹配方法相比，对象和照明条件的质地对算法的影响较小。首先，将LIDAR数据的深度转换为立体声摄像机的差异。由于LiDAR数据的密度在Y轴上相对稀疏，因此使用插值方法对转换的差异图进行了更采样。其次，为了充分利用精确的差异图，融合了差异图和立体声匹配以传播准确的差异。最后，将视差图转换为深度图。此外，转换后的差异图还可以提高算法的速度。我们在Kitti基准测试中评估了拟议的管道。该实验表明，我们的算法比几种经典方法具有更高的精度。

Stereo matching is one of the most active research areas in computer vision. While a large number of algorithms for stereo correspondence have been developed, relatively little work has been done on characterizing their performance. In this paper, we present a taxonomy of dense, two-frame stereo methods. Our taxonomy is designed to assess the different components and design decisions made in individual stereo algorithms. Using this taxonomy, we compare existing stereo methods and present experiments evaluating the performance of many different variants. In order to establish a common software platform and a collection of data sets for easy evaluation, we have designed a stand-alone, flexible C++ implementation that enables the evaluation of individual components and that can easily be extended to include new algorithms. We have also produced several new multi-frame stereo data sets with ground truth and are making both the code and data sets available on the Web. Finally, we include a comparative evaluation of a large set of today's best-performing stereo algorithms.

使用FASS-MVS，我们提出了一种具有表面感知半全局匹配的快速多视图立体声的方法，其允许从UAV捕获的单眼航空视频数据中快速深度和正常地图估计。反过来，由FASS-MVS估计的数据促进在线3D映射，这意味着在获取或接收到图像数据时立即和递增地生成场景的3D地图。 FASS-MVS由分层处理方案组成，其中深度和正常数据以及相应的置信度分数以粗略的方式估计，允许有效地处理由倾斜图像所固有的大型场景深度低无人机。实际深度估计采用用于致密多图像匹配的平面扫描算法，以产生深度假设，通过表面感知半全局优化来提取实际深度图，从而减少了SGM的正平行偏压。给定估计的深度图，然后通过将深度图映射到点云中并计算狭窄的本地邻域内的普通向量来计算像素 - 方面正常信息。在彻底的定量和消融研究中，我们表明，由FASS-MV计算的3D信息的精度接近离线多视图立体声的最先进方法，误差甚至没有一个幅度而不是科麦。然而，同时，FASS-MVS的平均运行时间估计单个深度和正常地图的距离小于ColMAP的14％，允许在1-中执行全高清图像的在线和增量处理2 Hz。

立体声视觉最新发展的主要重点是如何在被动立体声视觉中获得准确的密集差异图。与被动立体声相比，主动视觉系统可以更准确地估计致密差异。但是，子像素准确的差异估计仍然是一个空的问题，几乎没有得到关注。在本文中，我们提出了一种新的学习策略，以训练神经网络，以估计半密集的主动立体声视觉的高质量子像素差异图。关键的见解是，如果神经网络能够共同学习如何完善差异图，同时使像素不足以纠正差异估计值，那么它们的准确性就可以翻倍。我们的方法基于贝叶斯建模，在该模型中，经过验证和无效的像素由它们的随机属性定义，从而使模型可以学习如何自行选择哪些像素值得关注。使用主动立体声数据集（例如Active-Passive Simstereo），我们证明了所提出的方法优于当前最新的活动立体声模型。我们还证明，所提出的方法与米德尔伯里数据集上的最新被动立体声模型进行了优惠比较。

我们提出了一个新颖的高分辨率和具有挑战性的立体声数据集框架室内场景，并以致密而准确的地面真相差异注释。我们数据集的特殊是存在几个镜面和透明表面的存在，即最先进的立体声网络失败的主要原因。我们的采集管道利用了一个新颖的深度时空立体声框架，该框架可以轻松准确地使用子像素精度进行标记。我们总共发布了419个样本，这些样本在64个不同的场景中收集，并以致密的地面差异注释。每个样本包括高分辨率对（12 MPX）以及一个不平衡对（左：12 MPX，右：1.1 MPX）。此外，我们提供手动注释的材料分割面具和15K未标记的样品。我们根据我们的数据集评估了最新的深层网络，强调了它们在解决立体声方面的开放挑战方面的局限性，并绘制了未来研究的提示。

立体声匹配是计算机愿景中的一个重要任务，这些任务是几十年来引起了巨大的研究。虽然在差距准确度，密度和数据大小方面，公共立体声数据集难以满足模型的要求。在本文中，我们的目标是解决数据集和模型之间的问题，并提出了一个具有高精度差异地面真理的大规模立体声数据集，名为Plantstereo。我们使用了半自动方式来构造数据集：在相机校准和图像配准后，可以从深度图像获得高精度视差图像。总共有812个图像对覆盖着多种植物套装：菠菜，番茄，胡椒和南瓜。我们首先在四种不同立体声匹配方法中评估了我们的Plandstereo数据集。不同模型和植物的广泛实验表明，与整数精度的基础事实相比，Plantstereo提供的高精度差异图像可以显着提高深度学习模型的培训效果。本文提供了一种可行和可靠的方法来实现植物表面密集的重建。 PlantSereo数据集和相对代码可用于：https://www.github.com/wangqingyu985/plantstereo

立体声Vision是一种有效的深度估算技术，具有广泛适用性在自主城市和公路驾驶中。虽然已经为立体声开发了各种基于深度学习的方法，但是具有固定基线的双目设置的输入数据受到限制。解决这样的问题，我们介绍了一个端到端网络，用于处理来自三曲面的数据，这是窄和宽立体对的组合。在这种设计中，用网络的共享权重和中间融合处理两对具有公共参考图像的双目数据。我们还提出了一种用于合并两个基线的4D数据的引导添加方法。此外，介绍了实际和合成数据集的迭代顺序自我监督和监督学习，使三曲系统的训练实用，无需实际数据集的地面真实数据。实验结果表明，三曲差距网络超越了个别对被馈送到类似架构中的场景。代码和数据集：https：//github.com/cogsys-tuebingen/tristeReonet。

A Complete Computer vision system can be divided into two main categories: detection and classification. The Lane detection algorithm is a part of the computer vision detection category and has been applied in autonomous driving and smart vehicle systems. The lane detection system is responsible for lane marking in a complex road environment. At the same time, lane detection plays a crucial role in the warning system for a car when departs the lane. The implemented lane detection algorithm is mainly divided into two steps: edge detection and line detection. In this paper, we will compare the state-of-the-art implementation performance obtained with both FPGA and GPU to evaluate the trade-off for latency, power consumption, and utilization. Our comparison emphasises the advantages and disadvantages of the two systems.

基于事件的视觉传感器基于视觉场景的变化产生具有高时间分辨率的异步事件流。随着事件的生成，这些传感器的特性允许精确快速地计算光学流量。对于从事件数据计算光学流的现有解决方案未能由于孔径问题而无法捕获真正的运动方向，请勿使用传感器的高时间分辨率，或者在嵌入式平台上实时运行太昂贵。在这项研究中，我们首先提供了我们之前的算法，武器（光圈稳健的多尺度流）的更快版本。新的优化软件版本（农场）显着提高了传统CPU的吞吐量。此外，我们呈现危害，一种农场算法的硬件实现，允许实时计算低功耗，嵌入式平台上的真实流量。建议的危害架构针对混合系统的片上器件，旨在最大限度地提高可配置性和吞吐量。硬件架构和农场算法是用异步的神经形态处理而开发的，放弃了事件帧的常用使用，而是仅使用不同事件的小历史运行，允许独立于传感器分辨率进行缩放。与现有方法相比，处理范例的这种变化将流量方向的估计变为高达73％，并在选择的基准配置上显示出危害最高为1.21 Mevent / s的危害。此吞吐量使实时性能能够实现迄今为止迄今为止最快速的基于活动的事件的光流的实现。

这些年来，展示技术已经发展。开发实用的HDR捕获，处理和显示解决方案以将3D技术提升到一个新的水平至关重要。多曝光立体声图像序列的深度估计是开发成本效益3D HDR视频内容的重要任务。在本文中，我们开发了一种新颖的深度体系结构，以进行多曝光立体声深度估计。拟议的建筑有两个新颖的组成部分。首先，对传统立体声深度估计中使用的立体声匹配技术进行了修改。对于我们体系结构的立体深度估计部分，部署了单一到stereo转移学习方法。拟议的配方规避了成本量构造的要求，该要求由基于重新编码的单码编码器CNN取代，具有不同的重量以进行功能融合。基于有效网络的块用于学习差异。其次，我们使用强大的视差特征融合方法组合了从不同暴露水平上从立体声图像获得的差异图。使用针对不同质量度量计算的重量图合并在不同暴露下获得的差异图。获得的最终预测差异图更强大，并保留保留深度不连续性的最佳功能。提出的CNN具有使用标准动态范围立体声数据或具有多曝光低动态范围立体序列的训练的灵活性。在性能方面，所提出的模型超过了最新的单眼和立体声深度估计方法，无论是定量还是质量地，在具有挑战性的场景流以及暴露的Middlebury立体声数据集上。该体系结构在复杂的自然场景中表现出色，证明了其对不同3D HDR应用的有用性。

立体声匹配是许多视觉和机器人应用程序的基本构建块。信息性和简洁的成本量表示对于高准确性和效率的立体声匹配至关重要。在本文中，我们提出了一种新颖的成本量构建方法，称为“注意串联量”（ACV），该方法从相关线索中产生了注意力权重，以抑制冗余信息并增强串联体积中与匹配相关的信息。 ACV可以无缝嵌入大多数立体声匹配网络中，所得网络可以使用更轻巧的聚合网络，同时获得更高的精度。我们进一步设计了快速版本的ACV版本以实现实时性能，名为FAST-ACV，它产生了很高的可能性差异假设，以及来自低分辨率相关线索的相应注意力权重，可显着降低计算和记忆成本，同时保持令人满意的精度。我们快速ACV的核心思想是音量注意传播（VAP），它可以自动从上采样相关量中选择准确的相关值，并将这些准确的值传播到周围环境像素具有模棱两可的相关线索。此外，我们分别基于我们的ACV和Fast-ACV设计了高度准确的网络ACVNET和实时网络快速ACVNET，该网络在几个基准上实现了最新性能（即，我们的ACVNET排名第二，第二名在Kitti 2015和场景流以及所有已发布方法中的Kitti 2012和Eth3d的第三次；我们的快速ACVNET几乎优于现场流的所有最新实时方法，Kitti 2012和2015年，与此同时，与此同时更好的概括能力）

事件摄像机是生物启发传感器，可通过标准摄像机提供显着优势，例如低延迟，高延迟，高度的时间分辨率和高动态范围。我们提出了一种使用事件摄像机的新型结构化光系统来解决准确和高速深度感测的问题。我们的设置包括一个事件摄像机和一个激光点投影仪，在16毫秒期间，在光栅扫描模式中均匀地照亮场景。以前的方法匹配相互独立的事件，因此它们在信号延迟和抖动的存在下以高扫描速度提供噪声深度估计。相比之下，我们优化了旨在利用事件相关性的能量函数，称为时空稠度。所得到的方法对事件抖动鲁棒，因此以更高的扫描速度执行更好。实验表明，我们的方法可以根据事件摄像机处理高速运动和优于最先进的3D重建方法，对于相同的采集时间，平均地将RMSE降低了83％。

Recent work has shown that optical flow estimation can be formulated as a supervised learning task and can be successfully solved with convolutional networks. Training of the so-called FlowNet was enabled by a large synthetically generated dataset. The present paper extends the concept of optical flow estimation via convolutional networks to disparity and scene flow estimation. To this end, we propose three synthetic stereo video datasets with sufficient realism, variation, and size to successfully train large networks. Our datasets are the first large-scale datasets to enable training and evaluating scene flow methods. Besides the datasets, we present a convolutional network for real-time disparity estimation that provides state-of-the-art results. By combining a flow and disparity estimation network and training it jointly, we demonstrate the first scene flow estimation with a convolutional network.

Recent work has shown that depth estimation from a stereo pair of images can be formulated as a supervised learning task to be resolved with convolutional neural networks (CNNs). However, current architectures rely on patch-based Siamese networks, lacking the means to exploit context information for finding correspondence in illposed regions. To tackle this problem, we propose PSM-Net, a pyramid stereo matching network consisting of two main modules: spatial pyramid pooling and 3D CNN. The spatial pyramid pooling module takes advantage of the capacity of global context information by aggregating context in different scales and locations to form a cost volume. The 3D CNN learns to regularize cost volume using stacked multiple hourglass networks in conjunction with intermediate supervision. The proposed approach was evaluated on several benchmark datasets. Our method ranked first in the KITTI 2012 and 2015 leaderboards before March 18, 2018. The codes of PSMNet are available at: https: //github.com/JiaRenChang/PSMNet.

基于成本的图像补丁匹配是计算机视觉，摄影测量和遥感的各种技术的核心。当需要在源图像和目标图像中的参考补丁之间的子像素视差时，必须内插的成本函数或目标图像。虽然基于成本的插值是最容易实现的，但是多个工程已经表明，基于图像的插值可以提高子像素匹配的准确性，但通常以昂贵的搜索过程的成本。然而，这是有问题的，特别是对于诸如立体声匹配或光学流量计算的非常计算密集型应用。在本文中，我们示出了用于一维匹配的壳体差异计算的闭合形式公式，例如，在搜索空间的纠正立体声图像的情况下，在使用标准的NCC，SSD和SAD时存在一个维度。成本函数。然后，我们展示了如何将所提出的公式概括为高维搜索空间的情况，这是未经化的立体声匹配和光学流量提取所必需的。我们还将结果与传统的成本卷插值公式以及最先进的成本的细化方法进行比较，并表明所提出的公式对基于最先进的成本提供了较小的改进在一维搜索空间的情况下的方法，以及搜索空间是二维时的显着改进。

我们在并行计算机架构上的图像的自适应粒子表示（APR）上的离散卷积运算符的本机实现数据结构和算法。 APR是一个内容 - 自适应图像表示，其本地地将采样分辨率局部调整到图像信号。已经开发为大，稀疏图像的像素表示的替代方案，因为它们通常在荧光显微镜中发生。已经显示出降低存储，可视化和处理此类图像的存储器和运行时成本。然而，这要求图像处理本身在APRS上运行，而无需中间恢复为像素。然而，设计高效和可扩展的APR-Native图像处理原语是APR的不规则内存结构的复杂性。这里，我们提供了使用可以在离散卷积方面配制的各种算法有效和本地地处理APR图像所需的算法建筑块。我们表明APR卷积自然地导致缩放 - 自适应算法，可在多核CPU和GPU架构上有效地平行化。与基于像素的算法和概念性数据的卷积相比，我们量化了加速度。我们在单个NVIDIA GeForce RTX 2080 Gaming GPU上实现了最多1 TB / s的像素等效吞吐量，而不是基于像素的实现的存储器最多两个数量级。

在光场压缩中，基于图的编码功能强大，可以利用沿着不规则形状的信号冗余并获得良好的能量压实。然而，除了高度复杂性到处理高维图外，它们的图形构造方法对观点之间的差异信息的准确性非常敏感。在计算机软件生成的现实世界光场或合成光场中，由于渐晕效果和两种类型的光场视图之间的视图之间的巨大差异，将视差信息用于超射线投影可能会遭受不准确性。本文介绍了两种新型投影方案，导致差异信息的错误较小，其中一个投影方案还可以显着降低编码器和解码器的时间计算。实验结果表明，与原始投影方案和基于HEVC或基于JPEG PLENO的编码方法相比，使用这些建议可以大大增强超级像素的投影质量，以及率延伸性能。

传统的深度传感器产生准确的真实世界深度估计，即使仅在仿真域训练的最先进的学习方法也会超越。由于在模拟域中容易获得地面真理深度，但在真实域中很难获得，因此我们提出了一种利用两个世界的最佳方法的方法。在本文中，我们展示了一个新的框架，ActiveZero，这是一个混合域学习解决方案，适用于不需要真实世界深度注释的活动立体宽度系统。首先，我们通过使用混合域学习策略来证明我们的方法对分发外数据的可转换性。在仿真域中，我们在形状原语数据集上使用监督差异丢失和自我监督损失的组合。相比之下，在真实域中，我们只在数据集中使用自我监督损失，这些损失是从培训仿真数据或测试真实数据的分发。其次，我们的方法介绍了一种名为Temporal IR的自我监督损失，以增加我们在难以感知地区的重新注入的鲁棒性和准确性。最后，我们展示了如何训练该方法的端到端，并且每个模块对于获得最终结果很重要。关于真实数据的广泛定性和定量评估表明了甚至可以击败商业深度传感器的最新状态。