海洋资源潜力巨大,海洋资源的开发利用对于缓解陆地资源紧张问题具有重要意义。水下视觉的应用为水下资源的探测和开采提供了重要的技术支持。本文以双目立体视觉的水下应用作为研究对象,提出了一种适用于水下环境的稠密立体匹配方法,主要做了以下研究工作:(1)本文首先对摄像机的线性成像模型进行了简要介绍,并以此为基础延伸到了水下摄像机成像模型。对陆地和水下平行双目系统进行了分析,并对模型的公式进行了推导;并对双目立体匹配的的基础知识进行了介绍。(2)以水下双目成像模型为基础,提出了一种基于深度约束的水下立体匹配搜索区域优化方法。该方法通过摄像机的最大成像视角,能够确定水下物点所在范围的约束平面,进而确定水下物点的深度变化范围。最后由水下环境成像模型,可确定左图上任一点,在右图上水平方向的视差变化范围,及竖直方向的畸变范围,得到深度约束搜索区域。(3)针对空气中极线约束不适用于水下立体匹配以及普通空气中匹配算法很难适用于水下环境的问题,提出了一种改进数据项的半全局算法。首先将本文提出的深度约束区域应用于空气中常用AD和GRAD函数,然后将二者加权融合;在视差搜索范围内,采用WTA策略得到竖直方向的最佳行偏差,同时得到最佳行差下的匹配代价,将其作为能量函数的数据项带入半全局算法进行匹配代价的聚合;最后采用抛物线拟合的方法得到稠密水下视差图。