机器视觉chapter14课件

第十四章二维运动估计图像动态变化可能由摄象机运动、物体运动或光照改变引起，也可能由物体结构、大小或形状变化引起.为了简化分析，通常我们假设场景变化是由摄象机运动和物体运动引起的，并假设物体是刚性的．摄象机和场景是否运动将运动分析划分为四种模式：摄象机静止/物体静止：简单的静态场景分析．摄像机静止/场景运动—：一类非常重要的动态场景分析，包括运动目标检测、目标运动特性估计等，主要用于预警、监视、目标跟踪等场合。摄象机运动/物体静止：一类非常重要的动态场景分析，包括基于运动的场景分析、理解，三维运动分析等，主要用于视觉导航、目标自动锁定与识别等．摄象机运动/物体运动：最一般的情况，也是最难的问题，目前对该问题研究的还很少．14.1图像运动特征检测物体在平行于图像平面的一个平面上运动；基于对图像序列变化的检测；检测图像变化可以在不同的层次上进行，如像素、边缘或区域．在像素层次上要对所有可能的变化进行检测，以便在后处理阶段或更高层次上使用．目标运动差分图象滤波图象光变化差分图象滤波图象（2）累积差分图像缓慢运动物体在图像中的变化量是一个很小的量，尺度滤波器？累积差分图像方法的基本思想是通过分析整个图像序列的变化来检测小位移或缓慢运动物体．（3）特征检测（Featuredetection）：What？图象亮度（灰度）显著变化（点、线等）Why？描述、表示、跟踪、识别、信息恢复等How？1）Moravec兴趣算子这个算子可以检测那些至少在一个方向上光强值迅速改变的点．算子执行的步骤如下：.用一个5×5的窗口计算四个方向(水平、垂直和两个对角线方向)上像素差平方和．.计算出这些方差的最大值．.抑制所有非局部最大值的点．.用一个阈值来去除弱特征点．

练习：152512025120210Harris所用的特征点判据：如果Cp<T，则特征点为角点混合判据：如果Rt<T，则为可跟踪的角点宏观运动，一致性测度，特征点之间的拓扑关系等14.2光流法图象面三维物体运动与在图像平面投影之间的关系给图像中的每一像素点赋予一个速度向量，就形成了图像运动场(motionfield)，对应于物体三维运动．光流(opticalflow)是指图像亮度模式的表观（或视在）运动(apparentmotion)[Horn1986]．在图象处理领域称为图像流光流在任意地方都等于零，然而，运动场却不等于零明暗模式运动将随着光源运动．此时光流不等于零，但运动场为零。光流约束方程（续）图像中的每一点上有两个未知数u和v，但只有一个方程，因此，只使用一个点上的信息是不能确定光流的．人们将这种不确定问题称为孔径问题(apertureproblem)．运动场处处连续等约束孔径1无法确定图像是沿着边缘方向还是垂直边缘方向运动，孔径2有可能确定正确的运动，这是由于图像在孔径2中的两个垂直边缘方向上都有梯度变化．1214.3光流计算(1)Horn-Schunck法使用光流在整个图像上光滑变化的假设来求解光流，即运动场既满足光流约束方程又满足全局平滑性．14.4基于块的运动分析基于块(Block-based))的运动分析在图像运动估计和其它图像处理和分析中得到了广泛的应用，比如在数字视频压缩技术中，国际标准MPEG1-2采用了基于块的运动分析和补偿算法．块运动估计与光流计算不同，它无需计算每一个像素的运动，而只是计算由若干像素组成的像素块的运动