用目标函数计算图象序列中物体的速度场

本文应用线性和非线性目标函数计算图象序列中物体的速度(光流)场.用松弛法计算速度场的同时,这些目标函数的参量也被估计出来,目标函数既提供了动态景物的描述,又可作为平滑性的约束.计算速度场时利用测量边界或区域界的垂直速度分量的迭代调整算法克服了“孔径问题”的困难.用分面线性和二次型目标函数对物体的三维运动进行了分析和描述.     

基于梯度光流计算的计算机视觉技术

近30年来,计算机视觉技术得到了迅速的发展.然而,巨大的计算量仍是处理计算机视觉问题时的一个十分突出的问题,尤其在处理动态实时计算时更是如此.当今,在计算机硬件性能一定的条件下,解决这一问题就只能从算法上入手,降低算法的复杂性.本文从运动学计算的角度出发给出了如何根据光流来恢复运动和形状的一套简单方法.然后对各种方法进行了比较,从而得出在这一领域里解决实际问题时应如何选取计算方法的观点.最后还介绍了计算机视觉技术的应用及发展前景.     

基于梯度光流计算的计算机视觉技术

近30年来，计算机视觉技术得到了迅速的发展．然而，巨大的计算量仍是处理计算机视觉问题时的一个十分突出的问题，尤其在处理动态实时计算时更是如此．当今，在计算机硬件性能一定的条件下，解决这一问题就只能从算法上入手，降低算法的复杂性．本文从运动学计算的角度出发给出了如何根据光流来恢复运动和形状的一套简单方法．然后对各种方法进行了比较，从而得出在这一领域里解决实际问题时应如何选取计算方法的观点．最后还介绍了计算机视觉技术的应用及发展前景．     

基于GDIM的纹理图像光流估计

针对传统的光流估计方法不适用于在环境亮度不均匀变化情况下,在无显著特征动态图像模型(GDIM)基础上,提出了一种处理不均匀亮度变化问题的光流计算方法.通过建立纹理图像滤波器对原始图像进行预处理,获得纹理图像;然后在GDIM中应用反复加权最小二乘方方法抑制不稳定的流约束获得鲁棒光流估计.对于Yosemite基准图像序列,通过使用该算法和传统算法进行实验比较,证明其具有较好的性能.     

从光流场计算刚体运动参数

本文研究了从单帧图象光流场恢复观察者相对于周围环境运动参数的计算问题,证明了分别至少需要两个光流点才能唯一地确定纯平移和纯旋转的平移方向和旋转参数。而至少需要八个光流点才能唯一地决定一般运动的平移方向和旋转参数。与已有算法相比,本文的算法简单且易于理解。本文同时分析了平移方向和旋转参数的几何意义,提出了一种利用光流点判别观察者运动形式的简单方法。     

基于Horn-Schunck方法的光流计算模型

光流场反映了图像上每一点灰度的变化趋势,它计算的可靠性成了计算机视觉领域面临的很大挑战.变分方法是目前为止用来实现光流计算的成功方法之一 .用变分方法来计算光流场是通过最小化一个能量函数来实现的,这个能量函数包含数据项和规则项两个部分.本论文中,主要论述了基于Horn-Schunck模型的光流计算模型,规则项采取全局平滑的情况.在进行数值差分计算时,采用半隐式差分格式,以保证算法的稳定性 .     

基于奇异值分解的长序列图象运动估计

将刚体目标的运动表示为一个匀速旋转且旋转中心做匀加速平移的模型，由此构造出一个由长序列立体图象、基于奇异值分解（ＳＶＤ）求解运动模型参数的线性算法．另外，文中给出了计算机模拟结果和解的唯一性分析．     

基于运动估计优化的HS光流算法研究

HS(HornSchunck)光流算法检测运动物体信息的计算量较大,不能检测到平滑区域的光流信息,并且在复杂环境下容易受到噪声影响.本文提出了一种基于运动估计的优化HS光流算法.该算法通过检测图像中的HARRIS角点,结合基于宏块的运动估计算法确定感兴趣区域,并将此感兴趣区域作为HS计算的初始运动向量,以得到光流信息.最后进行滤波去除背景噪声.试验结果表明,该算法不仅提高了计算速度,避免了背景噪声的干扰,提高了HS的鲁棒性,也解决了HS算法对平滑部分光流信息的无法检测问题.     

光流法在强对流天气临近预报中的应用分析

在强对流天气的临近预报中,获得较为直观的矢量图是十分重要的一个步骤,光流法在此方面可以帮助技术人员获得较为光滑而准确的短时内对流天气矢量图,并可以此作为预报的依据。     

一种联合数据常量约束的分数阶光流算法

针对传统HS(HornSchunck)变化光流模型难以应对图像中全局或者局部光照变化、非刚体运动、大位移运动、局部区域内存在多运动目标及难以保留边缘不连续性等实际应用问题,提出一种联合数据约束的分数阶光流模型;该模型分别对传统HS光流模型的数据项及平滑项进行了改进。数据项中,除了包含亮度常量约束外,同时还包含梯度常量约束(应对全局或者局部光照变化)、海森常量约束(应对大位移运动)、拉普拉斯常量约束(应对非刚体运动)。平滑项中,把传统HS的整数阶平滑约束方程改进为分数阶平滑约束方程,以此应对局部区域内的多运动目标问题及保留光流场运动边缘的不连续性。算法的性能体现在能应对各种对亮度常量约束的违反的实际应用;且能获得高准确率的光流场。大量试验验证了算法的优越性。     

随机Logistic模型的稳态关联函数

 针对2个Gauss白噪声驱动的Logistic模型,研究了噪声间的关联效应对稳态关联函数的影响.利用Stratonovich近似解耦,得到了随机Logistic模型的稳态关联函数和相应的衰减速率.经过数值计算,结果表明:噪声的负关联效应不会破坏原有的稳态关联函数的变化趋势,但使得稳态关联函数的衰减加速,而噪声的正关联效应会导致稳态关联函数衰减出现慢化.     

一种改进的基于光流的运动目标检测方法

针对传统的基于梯度的光流方法一般不能检测出帧间位移小于1个像素的运动目标,提出一种改进的基于梯度的光流计算方法．该方法使用了一种新的3D-Sobel算子计算像素的时空梯度,并增加置信判断算子来确定每个像素对应的光流场,改进的梯度计算过程需要5帧图像．实验结果表明：在静止背景的图像序列中,该方法比传统方法能更好地检测出以不同速度运动的目标．     

一种结构向量与分数阶相结合的光流模型

运动目标检测是图像处理中的最基本任务,变分光流法是常用的运动目标检测技术。因模型固有的缺陷,传统变分光流模型不能应对场景中的光照变化、不能保留运动不连续性,从而局限了变分光流模型的应用范围,影响了光流估计的计算精度。提出一种局部结构不变约束与分数阶平滑约束相结合的光流模型,该模型应用局部结构张量函数代替传统亮度约束方程中的亮度函数,应用分数阶导数代替传统平滑约束方程中的整数阶梯度。因结构张量是一个不随光照变化的物理量,且包含了图像中的一些结构信息,而分数阶平滑约束能保留边缘不连续性,因而使得本文模型能在各种光照环境下获得清晰的运动目标轮廓。实验证明本文所提模型对光照变化鲁棒,且能保留光流场边缘不连续性,较其他相关模型,能获得更高准确率的光流场。     

一种新的用于光学测量的圆点检测算法

针对光学测量中圆形标志点面积小、背景不固定、投影畸变不一致等问题,提出一种基于区域检测和边界验证的圆点检测方法.在图像预处理后,使用边缘算子对图像进行区域检测,根据图像的连续特征,在边缘延展的基础上对所有可能的疑似圆点进行检测,在复杂背景中突出圆形标志点的特征,从而检测到变形的圆点;对得到的变形圆点集合,由图像和三维点之间的关系得到圆点的位置,利用圆点边界信息进行自适应验证,最终得到准确的圆形标志点集合.通过对各种复杂背景下的真实图像进行检测实验,证明基于区域检测和边界验证的检测算法简单、高效、可靠,可以在不同环境下快速准确地定位待检测点,有效地解决了标志点在各种情况下变形程度不同难以辨别的问题.     

具有长程关联性的二维金属-绝缘体复合材料光学性质的数值研究

主要利用电阻-电感-电容的二维方格模型研究了具有长程关联性的二维金属-绝缘体复合材料的光学性质.我们采用了Frank和Lobb所发展的Y-Δ转换算法进行数值计算.并且利用修正的傅立叶过滤方法产生符合长程关联性〈xixi l〉~l-γ的随机数,其中γ是关联指数.我们发现如果复合材料中的颗粒具有长程关联性,则它的远红外吸收要强于颗粒随机分布的复合材料,而且关联性材料光学吸收也符合ω2的正比关系.同时还发现随着关联指数γ的增大(空间关联性减弱),材料的渗流阈值会增大,而表面等离子吸收峰也会增强.