光流的概念是Gibson在1950年首先提出來的。它是空間運(yùn)動物體在觀察成像平面上的像素運(yùn)動的瞬時速度，是利用圖像序列中像素在時間域上的變化以及相鄰幀之間的相關(guān)性來找到上一幀跟當(dāng)前幀之間存在的對應(yīng)關(guān)系，從而計(jì)算出相鄰幀之間物體的運(yùn)動信息的一種方法。一般而言，光流是由于場景中前景目標(biāo)本身的移動、相機(jī)的運(yùn)動，或者兩者的共同運(yùn)動所產(chǎn)生的。其計(jì)算方法可以分為三類：

（1）基于區(qū)域或者基于特征的匹配方法；

（2）基于頻域的方法；

（3）基于梯度的方法；

簡單來說，光流是空間運(yùn)動物體在觀測成像平面上的像素運(yùn)動的“瞬時速度”。光流的研究是利用圖像序列中的像素強(qiáng)度數(shù)據(jù)的時域變化和相關(guān)性來確定各自像素位置的“運(yùn)動”。研究光流場的目的就是為了從圖片序列中近似得到不能直接得到的運(yùn)動場。

光流法的前提假設(shè)：

（1）相鄰幀之間的亮度恒定；

（2）相鄰視頻幀的取幀時間連續(xù)，或者，相鄰幀之間物體的運(yùn)動比較“微小”；

（3）保持空間一致性；即，同一子圖像的像素點(diǎn)具有相同的運(yùn)動

這里有兩個概念需要解釋：

運(yùn)動場，其實(shí)就是物體在三維真實(shí)世界中的運(yùn)動；

光流場，是運(yùn)動場在二維圖像平面上的投影。

如上圖所示，H中的像素點(diǎn)(x,y)在I中的移動到了(x+u,y+v)的位置，偏移量為(u,v)。

光流法用于目標(biāo)檢測的原理：給圖像中的每個像素點(diǎn)賦予一個速度矢量，這樣就形成了一個運(yùn)動矢量場。在某一特定時刻，圖像上的點(diǎn)與三維物體上的點(diǎn)一一對應(yīng)，這種對應(yīng)關(guān)系可以通過投影來計(jì)算得到。根據(jù)各個像素點(diǎn)的速度矢量特征，可以對圖像進(jìn)行動態(tài)分析。如果圖像中沒有運(yùn)動目標(biāo)，則光流矢量在整個圖像區(qū)域是連續(xù)變化的。當(dāng)圖像中有運(yùn)動物體時，目標(biāo)和背景存在著相對運(yùn)動。運(yùn)動物體所形成的速度矢量必然和背景的速度矢量有所不同，如此便可以計(jì)算出運(yùn)動物體的位置。需要提醒的是，利用光流法進(jìn)行運(yùn)動物體檢測時，計(jì)算量較大，無法保證實(shí)時性和實(shí)用性。

光流法用于目標(biāo)跟蹤的原理：

（1）對一個連續(xù)的視頻幀序列進(jìn)行處理；

（2）針對每一個視頻序列，利用一定的目標(biāo)檢測方法，檢測可能出現(xiàn)的前景目標(biāo)；

（3）如果某一幀出現(xiàn)了前景目標(biāo)，找到其具有代表性的關(guān)鍵特征點(diǎn)（可以隨機(jī)產(chǎn)生，也可以利用角點(diǎn)來做特征點(diǎn)）；

（4）對之后的任意兩個相鄰視頻幀而言，尋找上一幀中出現(xiàn)的關(guān)鍵特征點(diǎn)在當(dāng)前幀中的最佳位置，從而得到前景目標(biāo)在當(dāng)前幀中的位置坐標(biāo)；

（5）如此迭代進(jìn)行，便可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的跟蹤；

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的光流法简单介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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