機(jī)器視覺chapter14課件

第十四章二維運(yùn)動估計圖像動態(tài)變化可能由攝象機(jī)運(yùn)動、物體運(yùn)動或光照改變引起，也可能由物體結(jié)構(gòu)、大小或形狀變化引起.為了簡化分析，通常我們假設(shè)場景變化是由攝象機(jī)運(yùn)動和物體運(yùn)動引起的，并假設(shè)物體是剛性的．?dāng)z象機(jī)和場景是否運(yùn)動將運(yùn)動分析劃分為四種模式：攝象機(jī)靜止/物體靜止：簡單的靜態(tài)場景分析．?dāng)z像機(jī)靜止/場景運(yùn)動—：一類非常重要的動態(tài)場景分析，包括運(yùn)動目標(biāo)檢測、目標(biāo)運(yùn)動特性估計等，主要用于預(yù)警、監(jiān)視、目標(biāo)跟蹤等場合。攝象機(jī)運(yùn)動/物體靜止：一類非常重要的動態(tài)場景分析，包括基于運(yùn)動的場景分析、理解，三維運(yùn)動分析等，主要用于視覺導(dǎo)航、目標(biāo)自動鎖定與識別等．?dāng)z象機(jī)運(yùn)動/物體運(yùn)動：最一般的情況，也是最難的問題，目前對該問題研究的還很少．14.1圖像運(yùn)動特征檢測物體在平行于圖像平面的一個平面上運(yùn)動；基于對圖像序列變化的檢測；檢測圖像變化可以在不同的層次上進(jìn)行，如像素、邊緣或區(qū)域．在像素層次上要對所有可能的變化進(jìn)行檢測，以便在后處理階段或更高層次上使用．目標(biāo)運(yùn)動差分圖象濾波圖象光變化差分圖象濾波圖象（2）累積差分圖像緩慢運(yùn)動物體在圖像中的變化量是一個很小的量，尺度濾波器？累積差分圖像方法的基本思想是通過分析整個圖像序列的變化來檢測小位移或緩慢運(yùn)動物體．（3）特征檢測（Featuredetection）：What？圖象亮度（灰度）顯著變化（點(diǎn)、線等）Why？描述、表示、跟蹤、識別、信息恢復(fù)等How？1）Moravec興趣算子這個算子可以檢測那些至少在一個方向上光強(qiáng)值迅速改變的點(diǎn)．算子執(zhí)行的步驟如下：.用一個5×5的窗口計算四個方向(水平、垂直和兩個對角線方向)上像素差平方和．.計算出這些方差的最大值．.抑制所有非局部最大值的點(diǎn)．.用一個閾值來去除弱特征點(diǎn)．

練習(xí)：152512025120210Harris所用的特征點(diǎn)判據(jù)：如果Cp<T，則特征點(diǎn)為角點(diǎn)混合判據(jù)：如果Rt<T，則為可跟蹤的角點(diǎn)宏觀運(yùn)動，一致性測度，特征點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)系等14.2光流法圖象面三維物體運(yùn)動與在圖像平面投影之間的關(guān)系給圖像中的每一像素點(diǎn)賦予一個速度向量，就形成了圖像運(yùn)動場(motionfield)，對應(yīng)于物體三維運(yùn)動．光流(opticalflow)是指圖像亮度模式的表觀（或視在）運(yùn)動(apparentmotion)[Horn1986]．在圖象處理領(lǐng)域稱為圖像流光流在任意地方都等于零，然而，運(yùn)動場卻不等于零明暗模式運(yùn)動將隨著光源運(yùn)動．此時光流不等于零，但運(yùn)動場為零。光流約束方程（續(xù)）圖像中的每一點(diǎn)上有兩個未知數(shù)u和v，但只有一個方程，因此，只使用一個點(diǎn)上的信息是不能確定光流的．人們將這種不確定問題稱為孔徑問題(apertureproblem)．運(yùn)動場處處連續(xù)等約束孔徑1無法確定圖像是沿著邊緣方向還是垂直邊緣方向運(yùn)動，孔徑2有可能確定正確的運(yùn)動，這是由于圖像在孔徑2中的兩個垂直邊緣方向上都有梯度變化．1214.3光流計算(1)Horn-Schunck法使用光流在整個圖像上光滑變化的假設(shè)來求解光流，即運(yùn)動場既滿足光流約束方程又滿足全局平滑性．14.4基于塊的運(yùn)動分析基于塊(Block-based))的運(yùn)動分析在圖像運(yùn)動估計和其它圖像處理和分析中得到了廣泛的應(yīng)用，比如在數(shù)字視頻壓縮技術(shù)中，國際標(biāo)準(zhǔn)MPEG1-2采用了基于塊的運(yùn)動分析和補(bǔ)償算法．塊運(yùn)動估計與光流計算不同，它無需計算每一個像素的運(yùn)動，而只是計算由若干像素組成的像素塊的運(yùn)動