Зада́ча відпові́дності () — задача комп'ютерного зору, що полягає у визначенні, які точки, ознаки або ділянки одного зображення відповідають тим самим об'єктам чи частинам сцени на іншому зображенні. Зображення при цьому можуть бути отримані з різних точок спостереження, у різні моменти часу або за наявності руху об'єктів у сцені.
Встановлення відповідностей є одним з основних етапів багатьох задач комп'ютерного зору. У стереобаченні воно дає змогу визначати зміщення відповідних точок і відновлювати глибину сцени; для послідовних кадрів лежить в основі оцінювання оптичного потоку, а також використовується у відновленні структури з руху та реєстрації зображень. Відповідності можуть встановлюватися як між окремими характерними точками, так і між щільними множинами пікселів або фрагментами зображення; прикладом алгоритму останнього типу є PatchMatch.
Неоднозначність розв'язку
Встановлення відповідностей не завжди має однозначний розв'язок. За відсутності на зображенні виразної текстури неможливо відрізнити окремі ділянки, періодичні або повторювані текстури можуть утворювати кілька правдоподібних відповідностей. Додаткові труднощі виникають через зміну ракурсу, освітлення, масштабу та шум.
Частина сцени може бути видимою на одному зображенні й прихованою на іншому. Для таких точок правильної відповідності взагалі не існує. Оклюзії часто виникають поблизу меж об'єктів і розривів глибини. Примусове встановлення відповідності в цих областях призводить до помилок у карті диспаратності або полі руху.
Методи розв'язку
Геометричні та апріорні обмеження Пошук відповідностей можна суттєво спростити, використовуючи відомості про геометрію камер і властивості сцени. У стереоскопічній системі епіполярне обмеження вимагає, щоб точка, відповідна заданій точці першого зображення, лежала на певній епіполярній лінії другого зображення. Таким чином, замість пошуку по площі можна виконувати пошук вздовж лінії.
Для ректифікованої пари зображень епіполярні лінії перетворюють так, щоб вони були паралельними й зазвичай горизонтальними. У такому разі відповідну точку шукають у тому самому рядку другого зображення, а задача зіставлення фактично зводиться до одновимірного пошуку бінокулярної диспаратності.
Співставлення локальних ознак
Для встановлення розріджених відповідностей часто використовують локальні ознаки зображення. Спочатку на кожному зображенні виявляють характерні точки або області, які можна надійно знайти після зміни масштабу, повороту, ракурсу чи освітлення. Для кожної такої ознаки обчислюють дескриптор — числове представлення її локального оточення.
Відповідності знаходять порівнянням дескрипторів ознак на різних зображеннях: найближчі дескриптори розглядають як кандидати на відповідність. Наприклад, алгоритм SIFT формує ознаки, стійкі до зміни масштабу та повороту зображення, і зіставляє їх за евклідовою відстанню між відповідними точками у просторі дескрипторів.
Частина отриманих відповідностей зазвичай є хибною, тому після порівняння дескрипторів відповідності часто додатково перевіряють на геометричну узгодженість, наприклад з оціненою фундаментальною матрицею або гомографією, відкидаючи точки, що не відповідають спільній геометричній моделі.
Див. також Епіполярна геометрія Оптичний потік Стереобачення Відновлення структури з руху Реєстрація зображень PatchMatch Бінокулярна_невідповідність
Примітки