[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

技術領域

本發明屬于計算機視覺領域，具體涉及一種利用基于非線性多重網格法的光流場快速估計方法。

背景技術

光流是指空間運動物體在觀測成像面上像素運動的瞬時速度，提供了有關場景中物體結構、位置與運動信息，是計算機視覺的重要組成部分。光流是基于像素點定義的，所有光流的集合稱為光流場。光流場是運動圖像分析技術的重要方法之一，在軍事、工業和生活等應用領域具有重要的現實意義。

目前的光流計算方法采用光流模型的能量泛函均由數據項和平滑項組成。數據項是變分光流算法中能量泛函的主要組成部分，主要包含了各種常值守恒假設，例如灰度守恒假設、梯度守恒假設、Hessian矩陣守恒假設、拉普拉斯守恒假設等，這些守恒假設構成的約束條件是光流計算中決定運動模型的關鍵。平滑項是變分光流算法中能量泛函的又一重要組成部分，主要包含了各種平滑和分段平滑策略，它使變分光流模型取得唯一解。

Horn和Schunck在1981年引入基本光流約束方程及整體平滑約束條件，建立了光流計算的變分模型。該方法數據項采用灰度守恒假設，即：

I₀(x)＝I₁(x+h(x))

對其進行一階泰勒展開，得：

I_xu(x)+I_yv(x)+I_t＝0

Ix=∂I∂x,Iy=∂I∂y,It=∂I∂t]]>

式中，I₀與I₁分別表示前后兩幀圖像的灰度，x=(x,y)^T表示圖像上某個像素點，h(x)=(u(x),v(x))^T表示待求的光流矢量，u(x),v(x)分別代表該點在x，y方向上的光流分量。

光流約束方程中包含兩個未知量u(x)和v(x)，因而無法求得方程的唯一解。Horn和Schunck引入全局平滑約束，從而組成光流模型的能量泛函，如下所示：