[發明專利]一種基于非線性多重網格法的光流場快速估計方法

有效

• 申請號: 201410048618.5
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103761749A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 賈松敏;尹曉琳;李秀智;譚君;趙冠榮;秦寶嶺
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種基于非線性多重網格法的光流場快速估計方法，其特征在于，引入非線性多重網格法和OpenMP編程模型提高光流的求解速度；所述方法包括以下步驟：

步驟一，輸入圖像序列；

步驟二，將圖像灰度化，并對圖像進行降采樣；

步驟三，運用變分法求與光流估計模型等價的離散化Euler-Lagrange方程組；

運用變分法，對非線性光流能量泛函求偏導，得到與光流估計模型等價的Euler-Lagrange方程組：

Ix·(I1-I0)+λg(|▿I|)|▿u|-λ2div(g(|▿I|)▿u)=0Iy·(I1-I0)+λg(|▿I|)|▿v|-λ2div(g|▿I|▿v)=0]]>

式中，I為圖像的灰度值，I₀與I₁分別表示前后兩幀圖像的灰度，u,v分別代表該點在x，y方向上的光流分量，λ為平滑項系數，g(·)為邊緣函數；

對方程組進行離散化，設定需要滿足的精度要求并用數值方法進行逼近求解；Euler-Lagrange方程組的離散形式如下：

Ixi,jui,j·(I1i,j-I0i,j)+λgi,jm1-λ2·(gi+1,jui+1,j+gi-1,jui-1,j+gi,j+1ui,j+1+gi,j-1ui,j-1-4gi,jui,j)=0Iyi,jvi,j·(I1i,j-I0i,j)+λgi,jm2-λ2·(gi+1,jvi+1,j+gi-1,jvi-1,j+gi,j+1vi,j+1+gi,j-1vi,j-1-4gi,jvi,j)=0]]>

式中，i，j表示像素點在圖像中的位置；

步驟四，運用非線性多重網格法求解所述步驟3得到的Euler-Lagrange方程組；

采用非線性多重網格方法計算非線性變分光流模型，在保持非線性模型所求解光流精度的情況下，提高算法迭代收斂的效率；

步驟五，利用OpenMP并行編程模型對能量泛函的求解過程進行加速。