基于結(jié)構(gòu)張量的變分光流計(jì)算研究.pdf

1、運(yùn)動(dòng)圖像分析是計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理的重要問(wèn)題，而光流計(jì)算是其關(guān)鍵技術(shù)之一。光流攜帶著被觀察物體的三維結(jié)構(gòu)等豐富的信息，通過(guò)光流可以了解物體重要的運(yùn)動(dòng)信息。因此對(duì)光流的研究是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)，本文工作主要就是對(duì)基于變分理論的光流計(jì)算技術(shù)進(jìn)行了研究和改進(jìn)。
　　用變分光流算法處理問(wèn)題，最終都會(huì)將其歸結(jié)為求解能量泛函極值的問(wèn)題。求能量泛函的極小值與求解其對(duì)應(yīng)的擴(kuò)散反應(yīng)方程得到的解是一致的，所以可以直接從擴(kuò)散反應(yīng)方程計(jì)算光流而避開(kāi)最小化能量

2、泛函過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題。
　　本文提出了一種基于結(jié)構(gòu)張量的變分光流計(jì)算方法。數(shù)據(jù)項(xiàng)采用兩種守恒假設(shè)約束相結(jié)合的方式，即灰度守恒假設(shè)約束與結(jié)構(gòu)張量守恒假設(shè)約束共同構(gòu)成數(shù)據(jù)項(xiàng)。結(jié)構(gòu)張量守恒利用了局部結(jié)構(gòu)信息，對(duì)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(jì)算準(zhǔn)確率。同時(shí)采用全局方法與局部方法相結(jié)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(xiàng)的可微性和凸性。本文的平滑項(xiàng)則是

3、直接對(duì)擴(kuò)散反應(yīng)方程中的擴(kuò)散項(xiàng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在低分辨率下采取各向同性線性擴(kuò)散，高分辨率下采用各向異性光流擴(kuò)散。這樣設(shè)計(jì)就能保證在滿足凸性和可微性的前提下，加強(qiáng)了處理運(yùn)動(dòng)物體邊緣的能力。為解決大位移的光流計(jì)算問(wèn)題，本文采用多尺度分層細(xì)化策略進(jìn)行計(jì)算。
　　最后，通過(guò)多個(gè)具有代表性的圖像序列驗(yàn)證了本文改進(jìn)算法處理一些問(wèn)題的優(yōu)越性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析和誤差數(shù)據(jù)計(jì)算證明本文改進(jìn)的算法在計(jì)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