基于光流的运动估计与匹配方法研究

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1、分类号TP391密级公开重庆邮电大学硕士学位论文论文题目基于光流的运动估计与匹配方法研究(题名和副题名)英文题目ResearchontheMethodsofMotionEstimationandMatchingBasedonOpticalFlow硕士研究生李文羽指导教师胡学刚教授学科专业计算机应用技术论文提交日期2010年5月论文答辩日期论文评阅人答辩委员会主席2010年5月16日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外

2、，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重庆邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重庆邮电大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆邮电大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位

3、论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月重庆邮电大学硕士论文摘要摘要本文主要研究了视频图像序列光流的运动估计及匹配应用问题，它是计算机智能化的一个基本问题，也是动态图像分析的核心问题。图像系列光流运动估计是快速而准确地检测图像系列帧间运动的一类技术，在经济和国防建设中有着广泛的应用前景，具有非常重要的研究意义。本文首先介绍了二十世纪八十年代以来国内外对光流运动估计和匹配问题研究的各类算法，分析了光流运动估计及匹配方法的研究现状。其次，作为理论基础

4、，不但详细推导了H-S光流法的基本方程和数值解法，而且全面论证了Log-gabor函数的性能。最后，客观的分析了近年来光流运动估计和匹配算法中存在的不足之处，引出了本文研究的重点内容：基于梯度优化的多尺度视频光流估计和基于两步运动估计的系列图像匹配算法。第一，提出一种基于梯度优化的不同运动幅度视频图像光流估计的新算法。先用Loggabor滤波器对原视频图像进行相位、尺度滤波，再用所得的特征图像来计算时空梯度，最后根据时空梯度计算光流。该算法模型同时运用由粗到精的图像金字塔方法对视频图像分层处理。理论分析和实

5、验结果表明，该算法适用于大幅度的视频运动光流估计，不仅能得到适合人眼视觉分辨率特性的图像，而且使时空梯度更加优化，光流计算更准确。并且在时间复杂度上与传统光流计算方法相当，在计算精度上优于H-S、段先华等人提出的算法。第二，以光流法(OpticalFlow)为基础，结合简化的仿射变换(SimplifiedAffineTransform)模型，提出了一种基于两步运动估计的系列图像匹配算法——SAT_OF算法。该算法弥补了传统的图像匹配方法的不足，而且使图像匹配残差明显减小。此外，在保证简化仿射变换参数正确的同

6、时，使用了更加简单直接的解法，大大降低了计算的复杂性。实验表明，对存在大位移运动、复杂形变的图像，该算法更有效。关键词：光流；运动估计；Log-gabor滤波；金字塔方法；图像匹配；简化射变换III重庆邮电大学硕士论文AbstractAbstractThethesisfocusonthetechnologyofmotionestimationandmatchingofopticalflowinthevideoimagesequences,whichisknownastheprinciplefieldofin

7、telligentcomputeranddynamicimageanalysis.Thetechnologyofopticalflowmotionestimationthatcanfastandaccuratelydetectinterframemotionhasawideapplicationprospectsandhasaveryimportantresearchsignificanceintheareasoftheeconomicandnationaldefenseconstruction.Thisp

8、aperfirstanalyzesthevarioustypesofalgorithmsandtheresearchsituationofopticalflowmotionestimationandmatchingathomeandabroadsince1980s.Inthenextplace,asatheoreticalbasis,theH-S’sbasicequationofopticalflowmethod