[发明专利]基于分块同向速度累加光流场分割的运动目标检测方法

摘要

一种基于分块同向速度累加的光流场分割方法，本发明先通过局部方法计算光流，首先假定光流场在一较小的局部图像区域上保持恒定，得到一个超定方程组，而后运用数据拟合方法求解该超定方程组，从而得到光流解；再进行同向速度累加，得到了图像的光流场后，根据运动目标的大小，将图像划分成n*n个小方格，n根据需要选择，一般取n＝8～12；将0～360度方向划分为m个等级，即每个等级包含360/m度；把速度方向划分成了m个级别，取m＝80～100；统计每个方格每个速度方向上速度幅值的累积和。无论静止或运动的物体，利用本发明方法，都能准确分割出运动目标。

主权项

一种基于分块同向速度累加的光流场分割的运动目标检测方法，其特征在于包括以下步骤：A局部方法计算光流假设在一个较小的局部图像区域Ω上光流保持恒定，从而由基本方程得到一个超定方程组Ix(xi)u+Iy(xi)v+It(xi)＝0(xi∈Ω(i＝0,...,n‑1))而后采用最小二乘法求解该方程组得到光流值，过程如下：在Ω上，定义光流估计误差为：ELK=Σxi∈Ω(Ix(xi)u+Iy(xi)v+It(xi))2]]>最小化ELK，得光流计算式：ATAv＝ATb其中，为系数矩阵，b＝‑(It(x1),...,It(xn))T为常数项；求解光流计算工可得：v＝[AT A]‑1ATb   (1)当ATA为非奇异矩阵时，可以得到v的解析解；设I(x,y,t)是面元(x,y)在t时刻的成像灰度，t+δt时刻该面元运动到(x+δx,y+δy)，其成像灰度为I(x+δx,y+δy,t+δt)，v＝(u,v)T为t时刻(x,y)处的光流，记则表示图像的空域梯度，It表示图像的时域导数；光流值估计值v的可靠性由ATA的特征值来鉴别，设ATA的特征值为λ1、λ2，且λ1≥λ2；如果λ1、λ2均大于一个阈值τ,τ＝0.001，则根据式(1)计算光流；否则，不计算光流；B同向速度累加得到了图像的光流值后，根据运动目标的大小，将图像划分成n*n个小方格；n可根据需要选择，一般取n＝8～12；将0～360度方向划分为m个等级，即每个等级包含360/m度；这样把速度方向划分成了m个级别,这里取m＝80～100；统计每个方格每个速度方向上速度幅值的累积和，把各自方向上速度的大小累加起来作为本方向上的幅值，如果某个网格中有运动目标存在，在这个目标的运动方向上就会形成一个波峰，而背景像素的幅值，由于方向的不一致性和幅值较小，累加和就会形成波谷，如果网格中是单目标或者多目标运动方向一致就会形成“单峰”图像，如果是多目标多方向运动图像就会形成“多峰”图像，检测出峰值，其对应的运动方向就是目标的运动方向，把这些运动方向上的像素点聚类，再排除背景上孤立的虚警点，从而检测到目标。