Стр. 2 - Вычисление оптического потока для выделения транспортных средств на видеоизображении
Упрощенная HTML-версия
ISSN 2305-5626. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана: электронное издание. 2013
2
Построение оптического потока.
Для определения перемеще-
ния объектов на видео необходимо сравнить последовательность не-
скольких кадров. В большинстве случаев можно ограничиться двумя
изображениями.
Наиболее простой способ определения перемещения — вычита-
ние кадров [1]. Значение яркости каждого пиксела первого кадра вы-
читается из соответствующего значения следующего кадра. При
дальнейшей пороговой обработке и удалении шума, например, с по-
мощью фильтра Гаусса можно изменить области изображения. Одна-
ко результат, полученный данным способом, не несет информации о
направлении перемещения объекта.
Второй способ заключается в построении оптического потока —
матрицы векторов, соответствующих перемещению точек объекта на
двух изображениях. Алгоритмы построения оптического потока под-
разделяют на два типа:
– вектор перемещения вычисляют для каждой точки изображения;
– вектор перемещения строят только для некоторых опорных
точек.
Примером алгоритма первого типа является алгоритм Хорна —
Шанка [2], который основан на гипотезе об ограничении изменения
проекций векторов оптического потока:
1
(
) 0;
1
(
) 0,
x
x x x
y y
t
y
y y x
y y
t
v
I I v I v I
x x
v
I I v I v I
y y
∂∂
−
+ + =
∂ ∂ α
∂∂
−
+ + =
∂ ∂ α
где
α
— весовой коэффициент, называемый коэффициентом регуля-
ризации. Увеличение коэффициента приводит к повышению «глад-
кости» векторного поля. Небольшие значения коэффициента исполь-
зуют для определения перемещений точек с большой скоростью.
Для работы алгоритмов второго типа необходимо предваритель-
но определить опорные точки, которые должны быть уникальными в
локальной области, т. е. отличаться от окружающих точек по каким-
либо параметрам.
Наиболее распространенным способом определения опорных то-
чек для последующего отслеживания перемещений является алгоритм
Харриса [3]. В качестве параметра уникальности точки в предложен-
ном алгоритме используются вторые производные по яркости
I
точки:
2
2
2
2
2
2
( )
.
I
I
x y
x
H p
I
I
x y y
⎡
⎤
∂ ∂
⎢
⎥
∂ ∂
∂⎢
⎥
=
⎢
⎥
∂ ∂
⎢
⎥
∂ ∂ ∂
⎢
⎥
⎣
⎦
