圖像序列變分光流計(jì)算技術(shù)研究.pdf

1、光流是指圖像中灰度模式表觀運(yùn)動(dòng)的速度，它不僅包含了被觀察物體的運(yùn)動(dòng)信息，還攜帶了豐富的3D結(jié)構(gòu)信息。光流計(jì)算在視覺(jué)運(yùn)動(dòng)研究中有著非常重要的作用。它主要涉及到人工智能、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等學(xué)科，在軍事、工業(yè)、交通和醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，光流計(jì)算技術(shù)已成為當(dāng)今視覺(jué)運(yùn)動(dòng)研究的一個(gè)主要方向。
　　變分光流計(jì)算的主要思想就是將光流場(chǎng)的求解轉(zhuǎn)換成某一全局能量泛函的最小化問(wèn)題。本文對(duì)圖像序列變分光流計(jì)算技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)地研究和分析，總結(jié)

2、了變分光流計(jì)算模型的通用形式，并把能量泛函的最小化過(guò)程與擴(kuò)散聯(lián)系起來(lái)。對(duì)能量泛函中的數(shù)據(jù)項(xiàng)和平滑項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)的分類，并給出他們的變分表達(dá)式和適用范圍。對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)的結(jié)合使用給出了數(shù)學(xué)表達(dá)式，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)給出各自的適用范圍。
　　本文提出了一種基于圖像光流聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的變分光流計(jì)算模型。數(shù)據(jù)項(xiàng)采用灰度守恒假設(shè)與梯度守恒假設(shè)相結(jié)合、局部約束與全局約束相結(jié)合的方式，大大提高了光照變化情況下光流計(jì)算的準(zhǔn)確性和魯棒性，同時(shí)引入一種正則化因子，提高了光

3、流的計(jì)算精度。平滑項(xiàng)從直接設(shè)計(jì)的擴(kuò)散項(xiàng)得到，采用圖像與光流聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的各向異性平滑策略，這樣可以在不受能量泛函可微性和凸性限制的情況下，通過(guò)設(shè)計(jì)擴(kuò)散張量的兩個(gè)本征值來(lái)控制光流擴(kuò)散速度，以更好地保護(hù)運(yùn)動(dòng)邊緣。最后采用多分辨率分層細(xì)化策略來(lái)實(shí)現(xiàn)算法，可以有效地處理大位移光流計(jì)算問(wèn)題。本文提出算法具有較高的計(jì)算精度和較強(qiáng)的魯棒性，適合復(fù)雜背景、多物體運(yùn)動(dòng)圖像序列的光流場(chǎng)計(jì)算，且適合真實(shí)圖像序列光流計(jì)算，算法具有一定的普適性。
　　最后，采