[发明专利]基于匹配和方向平滑约束优化的多尺度微分光流计算方法

摘要

本发明公开了一种用于计算图像帧间运动速度的高精度光流场计算方法。这种方法在多尺度的拉普拉斯图像金字塔基础上，由差值平方和SSD(Sum-of-SquaredDifference)匹配方法从大尺度的灰度信息中得到流速的粗略估计，并在小尺度的灰度信息中加以修正。方向平滑约束对估计的流速进行传播和优化，并且使垂直于梯度方向上的流速的变化尽可能的小，避免了对遮挡和运动不连续处的过度平滑。

主权项

一种基于SSD的匹配算法，假设相邻的两帧图像分别为和，并且设相邻图像间的时间间隔为单位时间，则帧间的位移即为速度，建立第一帧图像上的像素周围大小为的邻域，即为相关窗，在第二帧图像上围绕像素建立的搜索区域，即搜索窗，利用差值平方和准则，可以得到在搜索窗范围的关于速度的误差分布函数，由公式(1)描述(1)对公式(1)最小化，可以得到第一帧图像像素在第二帧上的最佳像素匹配；为最佳匹配时的整像素速度。