基于結構張量的變分光流計算研究.pdf

1、運動圖像分析是計算機視覺和圖像處理的重要問題，而光流計算是其關鍵技術之一。光流攜帶著被觀察物體的三維結構等豐富的信息，通過光流可以了解物體重要的運動信息。因此對光流的研究是當今研究的熱點，本文工作主要就是對基于變分理論的光流計算技術進行了研究和改進。
　　用變分光流算法處理問題，最終都會將其歸結為求解能量泛函極值的問題。求能量泛函的極小值與求解其對應的擴散反應方程得到的解是一致的，所以可以直接從擴散反應方程計算光流而避開最小化能量

2、泛函過程中出現(xiàn)的一些問題。
　　本文提出了一種基于結構張量的變分光流計算方法。數(shù)據(jù)項采用兩種守恒假設約束相結合的方式，即灰度守恒假設約束與結構張量守恒假設約束共同構成數(shù)據(jù)項。結構張量守恒利用了局部結構信息，對外部光照的變化不敏感，能很好的處理光照發(fā)生變化的圖像序列，提高了光照突變情況下的計算準確率。同時采用全局方法與局部方法相結合的方式提高了算法在噪聲情況下的魯棒性，并引入非平方懲罰函數(shù)以保證數(shù)據(jù)項的可微性和凸性。本文的平滑項則是

3、直接對擴散反應方程中的擴散項進行設計，在低分辨率下采取各向同性線性擴散，高分辨率下采用各向異性光流擴散。這樣設計就能保證在滿足凸性和可微性的前提下，加強了處理運動物體邊緣的能力。為解決大位移的光流計算問題，本文采用多尺度分層細化策略進行計算。
　　最后，通過多個具有代表性的圖像序列驗證了本文改進算法處理一些問題的優(yōu)越性。通過實驗的對比分析和誤差數(shù)據(jù)計算證明本文改進的算法在計算精確性和魯棒性都要優(yōu)于以往其他變分算法，處理含有光照突變