立体匹配是立体视觉研究中最关键的问题之一,该技术通过寻找匹配点来获取距离信息,为实现三维立体再现提供依据;但同时也是最难彻底解决的问题,主要包括匹配精度和匹配效率的问题,克服匹配准确性与恢复视差全面性之间的矛盾。本文所做的主要工作如下:论文首先介绍了立体视觉的基本理论框架,分析了其中的关键技术,重点研究了双目立体匹配基本理论及算法,包括成像几何模型、约束条件、相似性度量和算法评价标准,这些构成了立体匹配的理论基础,同时对两大类匹配算法,局部匹配和全局匹配进行了系统的分析和比较。其次对传统的区域匹配算法原理进行了分析,从理论和实验两个方面指出了SAD(像素灰度差的绝对值和)法的缺陷。提出了一种改进的基于区域的层次化双目立体匹配算法,该算法直接基于彩色图像,在选定的匹配窗口上,按照视差值逐步递增的方式,利用阈值更新来精确衡量匹配点对,同时根据空间约束中的形态学滤波来去除伪匹配点,最终完成分层次匹配。然后介绍了小波变换和多尺度理论,利用小波的方向选择性,在前面方法的基础上,增加小波方向选择性的约束,提出一种改进的逆向匹配算法。该算法中的匹配约束信息更加全面,所得到的视差图更加平滑和准确,同时在匹配过程中,利用像素点的状态值所描述的画面,按照视差值递增的方式,更加清晰的体现了分层次匹配。在匹配过程中,采用了与传统方式相反的逆向找点的方式,即根据视差值去找匹配点而非传统的依据像素点去寻求视差值,方法更加新颖。最后总结了以上工作。文中对区域匹配算法提出了新的方法和思路,从实验和理论两方面的分析都证明了新方法比传统方法有明显的优越性,是对区域匹配算法的重要补充。