基于變分光流場的運動目標檢測算法研究.pdf

1、運動目標檢測是計算機視覺研究領域中重要課題，在智能交通、安全保衛(wèi)等諸多領域有著廣闊的應用前景。由于光流不僅含有被觀察物體的運動信息，而且還攜帶著被觀察物體的三維結(jié)構等重要信息，因此光流法已成為運動目標檢測的重要方法之一。實際應用結(jié)果表明，光流法應用于運動目標檢測時，存在著易受光照變化影響、抗噪性能低、穩(wěn)定性差、運算量大、運動邊緣計算不準等不足之處。如何有效提高光流法在運動目標檢測應用中的可靠性、穩(wěn)定性和實時性是目前計算機視覺研究領域的熱

2、點問題之一。
　　論文針對光流法在運動目標檢測應用中存在的不足，提出了改進的變分光流算法，利用仿真實驗驗證了所提出方法的可行性和有效性。論文的主要研究工作包括：
　?。?）對基于變分理論的光流計算技術進行了研究。對變分光流算法中的能量泛函轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷€性偏微分方程進行了數(shù)學證明，對擴散反應方程和極小化能量泛函的一致性進行了分析。分別對能量泛函中的數(shù)據(jù)項與平滑項進行了改進，得到了新的擴散反應方程。
　?。?）通過結(jié)合灰度守恒

3、假設和拉普拉斯守恒假設對數(shù)據(jù)項進行改進，有效地提高了光照突變情況下光流計算的準確性。與Lucas局部約束算法相結(jié)合，有效的增加了算法在含有噪聲時的魯棒性。通過引入基于各向同性、圖像驅(qū)動的平滑項，來達到消除噪聲和保護邊緣的目的。通過多分辨率分層細化策略解決了大位移問題對光流計算的影響。
　?。?）結(jié)合改進的光流法與三幀差分法，提出一種新的運動目標檢測方法。采用改進的光流法，對重要的、具有代表性局部特征點——Harris角點計算光流，

4、引入了三幀差分圖像作為簡化光流法的補充。實驗結(jié)果表明，與單獨使用兩個方法相比，本方法在提高光流計算的實時性方面具有明顯的優(yōu)勢。
　?。?）考慮到固定閾值二值化圖像的弊端，在對比分析常見的自適應閾值選取方法基礎上，選取了Otsu自適應閾值作為對三幀差分法二值化的閾值，通過尋找滿足最大類間方差條件的閾值，使三幀差分法得到的前景圖像在一些像素點獲得更加準確的結(jié)果。實驗結(jié)果表明，采用該方法會使得到的運動目標范圍更加完整。由于大津法所具有的