[發明專利]一種視頻流體高度的計算方法

有效

• 申請號: 201210237823.7
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102819662A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 全紅艷;吳茂茂;俞銘琪
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;H04N5/14
• 代理公司: 上海藍迪專利事務所 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種視頻流體高度的計算方法，其特征在于該方法利用流體運動矢量的計算結果，根據粒子運動時的相互作用，計算得到流體粒子的分布函數，再根據分布函數，計算得到流體運動的高度，具體包括以下步驟：

(1)流體運動矢量的計算；

(2)運動矢量和LBM相結合的高度計算；

(3)對高度計算結果的去噪和平滑；

(4)利用LBM遞推流體的高度；

(5)高度校正；其中：

所述流體運動矢量的計算：利用連續兩幀圖像，采用區域相關運算方式對流體運動矢量進行初始化；再運用所定義的運動矢量的特征向量，對初始化的結果進行聚類，并統計各類別的規模，保留主要類別，最后用主要類別中的流體運動矢量的結果進行線性插值，得到運動矢量計算結果；其中，用于聚類的特征向量定義為：

vector=[x,y,u,v,sigu,sigv]??????（1）

(x,y)為流體粒子所在的位置，u和v分別表示該粒子的運動矢量沿x方向和沿y方向的分量，sigu和sigv分別表示u和v的符號，如果為正取1，如果為負取-1，否則取0；具體計算包括：

1）利用連續兩幀圖像，采用區域相關運算對流體運動矢量進行初始化；

2）利用運動矢量的特征向量vector＝[x,y,u,v,sigu，sigv]進行聚類，具體地，如果粒子Pi和Pj的運動矢量的特征向量分別為：vector_i=[x_pi,y_pi,u_pi，v_pi,sigu_pi,sigv_pi]及vector_j=[x_pj,y_pj,u_pj,v_pj,sigu_pj,sigv_pj]，并且，它們同時滿足式（2）至（5），則認為粒子P_i和P_j的運動具有相似性，并將它們聚到相同的類別之中；

|(xpi-xpj)2+(ypi-ypj)2<thresholddis---(2)]]>

|angle(vecpi,vecpj)|<thresholdangle---(3)]]>

sigu_pi*sigu_pj≥0??????（4）

sigv_pi*sigv_pj≥0???????（5）

其中，threshold_dis表示粒子P_i和P_j之間距離的閾值；vec_pi和vec_pj分別表示粒子P_i和P_j的運動矢量(u_pi，v_pi)及(u_pj,v_pj)；threshold_angle表示它們運動矢量方向的閾值；

3）統計各類別的規模，對于聚類結果中規模較大的類別，保留其結果；設任意一個類D，它的類內粒子數為D_num，即該類的規模為D_num，如果其滿足式（6）則認為類內粒子運動矢量是較為準確的，并將這些粒子的flag值置為1；否則，對于粒子的flag值置為0；

D_num>threshold_D??????（6）

其中，threshold_D是粒子數目的閾值；

4）對于任意一個flag值為1的粒子P_m，在其周圍的區域中選取一個與之最近且flag值為1的粒子P_n,對這兩個粒子連線上的所有flag值為0的粒子采用線性插值的方法，得到它們的運動矢量結果；

所述運動矢量和LBM相結合的高度計算包括：

a）假設任意一個尚未計算高度的粒子S(x,y)，其周圍粒子為T_i(x,y)(i＝1,...,8)，它們對應的運動矢量為(u_i,v_i)，粒子T_i(x，y)對粒子S(x,y)作用力的標準方向為F_i，設標準方向F_i與向量Hor(u_i,0)的夾角為θ₁，F_i與向量Ver(0,v_i)的夾角為θ₂，用下式計算粒子S(x,y)的分布函數f_i（x,y,t)：

b）利用下式計算粒子S(x,y)在三維空間中的高度h

h(r,t)=Σi=0dfi(r,t)]]>

c）判斷是否所有粒子的高度已經計算，如果是，轉步驟d），否則，轉步驟a）；

d）計算結束。