基于一種約束框架的光流估計(jì)方法研究.pdf

1、圖像序列中光流場的估計(jì)與分析是機(jī)器視覺的一項(xiàng)重要任務(wù)，它在運(yùn)動分割、三維重建、視頻監(jiān)控、圖像壓縮、機(jī)器人導(dǎo)航等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。光流計(jì)算的主要目標(biāo)是獲取運(yùn)動物體的運(yùn)動參數(shù)(如速度的大小和方向)以及運(yùn)動軌跡等。
　　傳統(tǒng)的光流估計(jì)方法依據(jù)灰度不變性和平滑一致性假設(shè)，在運(yùn)動不連續(xù)、遮擋和光照變化的情況下，這些假設(shè)將被違反，算法魯棒性差，且不能應(yīng)用于對非剛性物體的運(yùn)動估計(jì)。近年來，為了克服傳統(tǒng)光流估計(jì)模型的一些缺陷，研究發(fā)展了一些新理

2、論、新算法，但構(gòu)建一個有效的光流估計(jì)模型仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。
　　本文提出了一種基于約束框架的光流估計(jì)模型，根據(jù)鄰域內(nèi)各像素速度矢量之間的關(guān)聯(lián)性，給出了不同的約束條件，推導(dǎo)出在相應(yīng)約束條件下的訓(xùn)練函數(shù)和卷積核，并通過歸納得出一般的求解算法，通過對卷積核權(quán)重的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高了光流估計(jì)的準(zhǔn)確性和魯棒性。將其應(yīng)用于合成與真實(shí)圖像序列，取得了很好的效果。論文的主要工作包括：
　　1、在灰度一致性假設(shè)基礎(chǔ)上，增加了梯度一致性假設(shè)，并提

3、出了幾種不同的約束條件。通過歸納，獲得求取不同約束條件下光流場的統(tǒng)一框架，把不同約束條件下光流的求取轉(zhuǎn)變成一個平滑濾波過程，并給出了求取相應(yīng)條件下平滑算子和卷積核的統(tǒng)一方法。
　　2、對光流估計(jì)模型能量泛函中的數(shù)據(jù)項(xiàng)采用高斯卷積核進(jìn)行平滑濾波優(yōu)化，降低了光照和噪聲對光流計(jì)算的影響。
　　3、發(fā)展了權(quán)值自適應(yīng)調(diào)節(jié)算法。根據(jù)鄰域內(nèi)像素的運(yùn)動特征，將能量泛函中平滑項(xiàng)權(quán)值的調(diào)整問題轉(zhuǎn)化為各項(xiàng)異性擴(kuò)散的過程，只需對當(dāng)前像素的速度域求導(dǎo)