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双目立体视觉技术是利用计算机模拟人眼视觉过程，使其具有与人类相当的三维视觉能力。立体匹配是双目立体视觉中最关键的环节，它使得空间场景三维重建成为可能，在航空航天中飞行器测速、测距等问题上也有重要应用。空间景物投影成为二维图像的过程中损失了大量信息，这造成了立体匹配的困难。而且匹配过程涉及到的数据量大、计算量大也增加了匹配的难度。本文以目标区地形影像的匹配为背景，针对图像立体匹配过程中存在的问题，研究了适用于该影像的匹配算法，并将并行计算技术引入到立体影像匹配中来，提出了一种新的并行匹配算法。
本文首先总结了匹配算法的分类，对比较有代表性的特征匹配方法和灰度匹配方法进行了详细概述，并分析其各自的优缺点。然后重点研究了灰度相关匹配法的性能，分析了该方法的理论精度，提出了评价灰度相关匹配精度的计算公式，并从理论上讨论了它的抗灰度失真能力。对于匹配窗、搜索范围、视差相容检测对灰度相关匹配性能的影响提出了相应的解决办法。由于遥感影像具有数据量大、灰度信息丰富、视差连续的特点，从高效、实用的原则出发提出了基于多级格网技术的多层匹配方法，实验表明该算法能够取得较高精度和速度。最后依照并行算法设计方法学，设计出基于多级格网技术的多层匹配的并行算法。在集群计算机上进行的实验表明并行算法较原串行算法进一步提高了运算速度。