[發明專利]基于事件相機的連續稠密光流估計方法及系統

有效

• 申請號: 202010620378.7
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111798484B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 余磊;付婧祎;楊文;陳欣宇
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20;G06T5/00;G06T7/269;H04N5/238;G06F17/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種基于事件相機的連續稠密光流估計方法，其特征在于：包括使用EDI模型重建任意時刻的清晰圖像，利用亮度恒定假設支持得到任意時刻的稀疏光流，所述EDI表示事件相機二重積分；通過添加HS約束或CLG約束，實現估計稠密光流，所述HS表示全局光流，所述CLG表示結合本地和全局光流；

使用EDI模型重建任意時刻的清晰圖像，利用事件生成模型計算任意時刻的稀疏光流，實現方式包括如下步驟，

步驟1.1，將在曝光時間T內生成的第i幀模糊亮度圖像表示為y[i]，使用EDI模型，用亮度圖像生成時間段內的事件點補償模糊亮度圖像，得到任意時刻f的清晰亮度圖像I(f)，

其中，E_i(f)表示第i幀模糊亮度圖像的生成時間T內產生事件點的二重積分：

步驟1.2，基于亮度恒定假設，結合EDI模型，得到光流的如下表達，

其中，δ是狄拉克函數，v為待求光流，表示求空間梯度，c是相機激發事件點的閾值，p為相機激發事件點的極性，t_e為相機激發事件點的時刻；

步驟1.3，假設當前時刻f的鄰域時間內[f-∈，f+∈]像素點運動速度一致，其中時長∈遠小于曝光時間，取時間[f-∈，f+∈]內的事件進行積分用于求解光流，并引入參數λ調整∈，

基于上式支持使用最小二乘法得到任意時刻的稀疏光流。

2.根據權利要求1所述基于事件相機的連續稠密光流估計方法，其特征在于：通過添加HS約束實現估計稠密光流時，實現方式包括如下步驟，

步驟A1，使用I簡化表示清晰亮度圖像，令光流矢量v＝(v₁，v₂)，其中v₁，v₂分別表示光流矢量v在x和y方向上的分量，定義能量函數：

其中，I_x、I_y和I_t分別表示圖像I在x方向上的導數、在y方向上的導數和對時間的導數，α是用于調節平滑程度的參數；

步驟A2，令變量并對其進行求導得：

I_x(I_xv₁+I_yv₂+I_t)-α²Δv₁＝0

I_y(I_xv₁+I_yv₂+I_t)-α²Δv₂＝0

其中，Δ是拉普拉斯算子操作，進行拉普拉斯操作替換后得到：

其中，和表示光流分量的平均值；

步驟A3，使用Gauss-Seidel迭代方法，利用估計的空間梯度和之前速度估計的平均值和來計算一組新的速度估計值v₁^k+1和v₂^k+1，得到HS光流迭代公式：

其中，k用于標識迭代的次數；

步驟A4，令

根據迭代公式計算v₁和v₂的值直至收斂，得到稠密光流v。