[發(fā)明專利]一種帶回測光流的圖像特征點跟蹤法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710047159.2
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106780563A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王恒升;曾斌;彭天博
• 申請（專利權(quán)）人: 王恒升;曾斌;彭天博
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機視覺與圖像處理的領(lǐng)域，可應(yīng)用于序列圖像中前景物運動的跟蹤或者相機本身運動的跟蹤。

背景技術(shù)

光流概念是美國心理學(xué)家Gibson于上世紀40年代年提出的，用于描述運動對動物產(chǎn)生的視覺刺激這一物理現(xiàn)象。上世紀80年代以后，機器視覺研究者們利用這一物理現(xiàn)象發(fā)展了基于有序圖像序列進行運動估計的理論與技術(shù)。光流法運動估計基于三點基本的假設(shè)，即所謂的亮度恒定、時間連續(xù)和空間一致。簡單地說就是在很短暫的相鄰圖像幀獲取的時間內(nèi)，一個很小圖像區(qū)域的亮度在相鄰幀的變化為零。這樣就可以估計序列圖像上的前一幀圖像上的點在后一幀圖像上的位置。這種方法就叫做序列圖像上點的光流跟蹤法。對序列圖像上每一個點都進行跟蹤稱為稠密光流跟蹤法，其缺點是計算量太大；稀疏光流跟蹤法僅對圖像上的一些特征點進行跟蹤，大大提高了光流法的運算速度，因此光流跟蹤法得到了廣泛的應(yīng)用。

光流跟蹤法用于視覺里程計時其致命的缺點是精度低，這是由于實際獲取的圖像存在噪聲、計算中存在誤差等因素。因此視覺里程計的研究者們主要采用特征點匹配的方法，即對圖像序列中的每一幅圖像均進行獨立的特征檢測，然后再進行特征匹配，找到圖像特征點有前后兩幅圖像上的相應(yīng)位置。但是特征匹配方法的計算量大，速度低，成為其實用化道路上的很大障礙。

本研究利用光流跟蹤法速度快的特點，提出一種帶回測的光流跟蹤法，目的是提高光流跟蹤的精確度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的回測的光流跟蹤算法可描述如下：假設(shè)當(dāng)前參考幀為第i幀（或稱為原始幀），在第i幀上檢測的特征點像素位置為點x_i（或稱為原始特征點），下一幀為第j幀，在第j幀上有1個跟蹤結(jié)果，設(shè)為x_ji；以第j幀的跟蹤結(jié)果x_ji作為特征點，再反向利用光流法找出其在第i跟蹤結(jié)果x_ij（或稱為反向跟蹤結(jié)果）。由此定義回測跟蹤誤差E為，E=|x_i-x_ij|。這種將在后一幀的跟蹤結(jié)果再一次利用光流法進行反向跟蹤，然后與原始特征點的位置進行比較的方法就是本發(fā)明提出的回測光流法。進一步利用回測誤差E對第一次正向跟蹤的結(jié)果進行取舍，可保證跟蹤的準確性。回測的引入，其實質(zhì)上引入了反饋，通過反饋誤差來判斷原始特征的跟蹤結(jié)果是否可靠。