第7章运动视觉分析ppt课件.ppt

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1、第7章运动视觉分析7.1运动分类和表达7.2运动估计和检测7.3运动目标分割7.4运动目标跟踪17.1运动分类和表达1.运动分类图象：前景（目标）和背景图象序列：前景运动和背景运动前景运动：局部运动目标在场景中的自身运动背景运动：全局运动或摄象机运动摄象机的运动所造成的帧图象内所有点的整体移动27.1运动分类和表达1.运动分类运动：沿时间轴的变化短时运动分析仅使用若干帧（常为两三帧），获得瞬时运动场以得到对运动较为精确的估计长时运动分析使用几十到上百帧获得长期运动的累积结果37.1运动分类和表达2.运动

2、矢量场表达运动既有大小也有方向运动矢量用（有起点）无箭头的线段（线段长度与矢量大小即运动速度成正比）来表示，并叠加在原始图象上逐块进行47.1运动分类和表达3.运动直方图表达目标运动常比摄象机运动更不规范运动矢量方向直方图将从0度到360度的运动方向划分成若干个间隔，把运动矢量场上每一点的数据归到与它的运动方向最为接近的间隔57.1运动分类和表达3.运动直方图表达运动区域类型直方图根据参数模型描述各个运动区域对运动模型进行分类统计各个运动区域满足不同运动模型的象素数量67.1运动分类和表达4.运动轨迹表

3、达表达了目标在运动过程中的位置信息由一系列关键点和一组在这些关键点间进行插值的函数构成77.1运动分类和表达4.运动轨迹表达插值函数p：时间轴一点，vp：运动速度，ap：运动加速度零次函数：一次函数：两次函数：87.2运动估计和检测对整个场景中的运动信息或运动矢量的检测7.2.1利用图象差的运动检测7.2.2利用时-空梯度估计光流场7.2.3基于模型的运动检测7.2.4频率域运动检测97.2.1利用图象差的运动检测1.差图象的计算算术运算：一般用于灰度图象(1)加法：记为p+q(2)减法：记为p–q(3

4、)乘法：记为pq（也可写为pq和pq）(4)除法：记为pq107.2.1利用图象差的运动检测1.差图象的计算逻辑运算：一般用于二值图象(1)与（AND）：记为pANDq（也可写为p·q）(2)或（OR）：记为pORq（也可写为p+q）(3)补（COMPLEMENT）：记为NOTq（也可写为)117.2.1利用图象差的运动检测1.差图象的计算通过逐象素比较可直接求取前后两帧图象之间的差别差图象不为零处表明该处的象素发生了移动算术运算逻辑运算127.2.1利用图象差的运动检测1.差图象的计算设在时刻t

5、i和tj采集到两幅图象f(x,y,ti)和f(x,y,tj)，则据此可得到差图象：差图象为1时的不同情况：如：f(x,y,ti)是一个运动目标的象素而f(x,y,tj)是一个背景象素、是同一个运动目标但不同位置的象素……?灰度阈值137.2.1利用图象差的运动检测1.差图象的计算灰度差异显著性的判别：似然比各m和s分别是在时刻ti和tj采集到两幅图象的对应观测窗口中的均值和方差，Ts是显著性阈值147.2.1利用图象差的运动检测2.累积差图象的计算累积差图象ADI（accumulativediffere

6、nceimage）157.2.1利用图象差的运动检测2.累积差图象的计算ADI有三个功能：(1)ADI中相邻象素值间的梯度关系可用来估计目标移动的速度矢量，这里梯度的方向就是速度的方向，梯度的大小与速度成正比(2)ADI中象素的个数（值）可帮助确定运动目标的尺寸和移动的距离(3)ADI中包含了目标运动的全部历史资料，有助于检测慢运动和尺寸较小目标的运动167.2.1利用图象差的运动检测2.累积差图象的计算三种ADI图象：(1)绝对(2)正(3)负177.2.1利用图象差的运动检测2.累积差图象的计算由A

7、DI图象获得的信息：(1)正ADI图像中的非零区域面积等于运动目标的面积(2)正ADI图像中对应运动目标的位置也就是运动目标在参考图中的位置(3)当正ADI图像中的运动目标移动到与参考图中的运动目标不重合时，正ADI图像停止计数(4)绝对ADI图像包含了正ADI图像和负ADI图像中的所有目标区域(5)运动目标的运动方向和速度可分别根据绝对ADI图像和负ADI图像来确定187.2.2利用时-空梯度估计光流场1.光流方程时刻t：一个图象点在(x,y)处时刻t+dt：该图象点移动到(x+dx,y+dy)用泰勒

8、级数展开，令dt0，197.2.2利用时-空梯度估计光流场1.光流方程灰度时间变化率是灰度空间变化率与该点空间运动速度的乘积207.2.2利用时-空梯度估计光流场2.最小二乘法光流估计在连续两幅图象f(x,y,t)和f(x,y,t+1)上取具有相同u和v的同一个目标上的N个不同位置的象素217.2.3基于模型的运动检测1.运动模型通用模型6参数仿射模型8参数双线性模型227.2.3基于模型的运动检测2.基于双线性模型的全局运动检测求出一组