基于變分光流場的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測算法研究.pdf

1、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測是計(jì)算機(jī)視覺研究領(lǐng)域中重要課題，在智能交通、安全保衛(wèi)等諸多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。由于光流不僅含有被觀察物體的運(yùn)動(dòng)信息，而且還攜帶著被觀察物體的三維結(jié)構(gòu)等重要信息，因此光流法已成為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測的重要方法之一。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，光流法應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測時(shí)，存在著易受光照變化影響、抗噪性能低、穩(wěn)定性差、運(yùn)算量大、運(yùn)動(dòng)邊緣計(jì)算不準(zhǔn)等不足之處。如何有效提高光流法在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測應(yīng)用中的可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性是目前計(jì)算機(jī)視覺研究領(lǐng)域的熱

2、點(diǎn)問題之一。
　　論文針對(duì)光流法在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測應(yīng)用中存在的不足，提出了改進(jìn)的變分光流算法，利用仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提出方法的可行性和有效性。論文的主要研究工作包括：
　?。?）對(duì)基于變分理論的光流計(jì)算技術(shù)進(jìn)行了研究。對(duì)變分光流算法中的能量泛函轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷€性偏微分方程進(jìn)行了數(shù)學(xué)證明，對(duì)擴(kuò)散反應(yīng)方程和極小化能量泛函的一致性進(jìn)行了分析。分別對(duì)能量泛函中的數(shù)據(jù)項(xiàng)與平滑項(xiàng)進(jìn)行了改進(jìn)，得到了新的擴(kuò)散反應(yīng)方程。
　?。?）通過結(jié)合灰度守恒

3、假設(shè)和拉普拉斯守恒假設(shè)對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行改進(jìn)，有效地提高了光照突變情況下光流計(jì)算的準(zhǔn)確性。與Lucas局部約束算法相結(jié)合，有效的增加了算法在含有噪聲時(shí)的魯棒性。通過引入基于各向同性、圖像驅(qū)動(dòng)的平滑項(xiàng)，來達(dá)到消除噪聲和保護(hù)邊緣的目的。通過多分辨率分層細(xì)化策略解決了大位移問題對(duì)光流計(jì)算的影響。
　?。?）結(jié)合改進(jìn)的光流法與三幀差分法，提出一種新的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測方法。采用改進(jìn)的光流法，對(duì)重要的、具有代表性局部特征點(diǎn)——Harris角點(diǎn)計(jì)算光流，

4、引入了三幀差分圖像作為簡化光流法的補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與單獨(dú)使用兩個(gè)方法相比，本方法在提高光流計(jì)算的實(shí)時(shí)性方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
　?。?）考慮到固定閾值二值化圖像的弊端，在對(duì)比分析常見的自適應(yīng)閾值選取方法基礎(chǔ)上，選取了Otsu自適應(yīng)閾值作為對(duì)三幀差分法二值化的閾值，通過尋找滿足最大類間方差條件的閾值，使三幀差分法得到的前景圖像在一些像素點(diǎn)獲得更加準(zhǔn)確的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用該方法會(huì)使得到的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)范圍更加完整。由于大津法所具有的