基于引導(dǎo)濾波的圖像序列光流計(jì)算技術(shù)研究.pdf

1、光流是指物體或者三維場(chǎng)景在二維投影平面上像素運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，其不僅攜帶了被觀察物體的運(yùn)動(dòng)信息，還包含了物體的三維結(jié)構(gòu)信息。因此圖像序列光流計(jì)算技術(shù)研究是圖像處理、模式識(shí)別與計(jì)算機(jī)視覺等領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。21世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件及顯示技術(shù)的迅猛發(fā)展，圖像序列光流計(jì)算技術(shù)已在社會(huì)生產(chǎn)及生活中的各個(gè)領(lǐng)域突顯出了越來越重要的地位和作用，研究成果被廣泛應(yīng)用于氣象分析、交通視頻監(jiān)控、無人自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)圖像分割以及機(jī)器人視覺系統(tǒng)等領(lǐng)

2、域。
　　近年來，隨著光流計(jì)算研究的不斷深入，針對(duì)光流計(jì)算模型和優(yōu)化方法的新理論與新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，圖像序列光流計(jì)算技術(shù)在計(jì)算精度和計(jì)算效率等方面取得了突破性的進(jìn)展。但是當(dāng)圖像序列中包含運(yùn)動(dòng)邊緣模糊、非剛性運(yùn)動(dòng)、亮度突變與不連續(xù)等困難場(chǎng)景和運(yùn)動(dòng)形式時(shí)，光流計(jì)算的準(zhǔn)確性和魯棒性問題還有待進(jìn)一步研究。本文主要是針對(duì)圖像序列運(yùn)動(dòng)模糊等問題進(jìn)行深入研究，通過設(shè)計(jì)基于引導(dǎo)濾波的圖像序列光流計(jì)算優(yōu)化模型，克服由復(fù)雜邊緣結(jié)構(gòu)、大位移和非剛性運(yùn)動(dòng)所

3、引起的光流計(jì)算邊緣模糊等問題，以改善光流計(jì)算的準(zhǔn)確性和魯棒性。本文的主要工作包括以下幾點(diǎn)：
　　1.對(duì)圖像序列光流計(jì)算技術(shù)的研究背景與研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對(duì)現(xiàn)階段光流計(jì)算技術(shù)所面臨的主要問題與挑戰(zhàn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
　　2.重點(diǎn)對(duì)HS、CLG-TV等經(jīng)典光流計(jì)算方法和Classic+NL、NNF等近年來涌現(xiàn)的代表性光流計(jì)算模型進(jìn)行介紹，并分析各類計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。
　　3.針對(duì)復(fù)雜邊緣結(jié)構(gòu)、大位移運(yùn)動(dòng)

4、以及非剛性運(yùn)動(dòng)引起的邊緣模糊等問題，提出圖像金字塔分層細(xì)化框架下基于引導(dǎo)濾波的光流計(jì)算優(yōu)化方法。在光流計(jì)算過程中，通過引導(dǎo)濾波的線性化作用，能夠很好的保留圖像邊緣細(xì)節(jié)部分，克服了圖像邊緣模糊等問題，使得圖像邊緣達(dá)到增強(qiáng)和銳化的效果，提高了光流的計(jì)算精確性和魯棒性。
　　4.分別采用Middlebury、MPI Sintel和KITTI數(shù)據(jù)庫提供的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試圖像集對(duì)HS、CLG-TV、Classic+NL和NNF等典型變分光流方法進(jìn)行