图像序列运动分析技术与应用

目录第1章 绪论 11.1 引言 11.2 光流计算及其研究现状 11.2.1 光流的基本概念 11.2.2 光流与真实运动 21.2.3 光流基本方程 21.2.4 光流计算中存在的问题 31.2.5 光流计算技术国内外研究现状 41.3 从光流到场景流 81.3.1 场景流的基本概念 81.3.2 场景流计算技术国内外研究现状 8本章小结 10第2章 变分光流基本约束与误差评估 112.1 引言 112.2 光流计算数据项 112.2.1 亮度恒常约束 112.2.2 高阶恒常约束 122.2.3 局部恒常约束 132.3 光流计算平滑项 142.3.1 全局平滑约束 142.3.2 有向平滑约束 162.4 光流计算误差分析 17本章小结 18第3章 彩色图像序列光流计算方法 193.1 引言 193.2 彩色图像序列光流计算基本原理 193.2.1 Lambertian 表面 193.2.2 颜色模型 203.2.3 灰度一致性约束 213.2.4 色彩一致性约束 223.3 基于色彩梯度恒常的光流计算方法 243.3.1 色彩梯度 243.3.2 算法实现 253.3.3 实验与误差分析 263.4 基于可靠性判定的彩色图像序列光流计算方法 293.4.1 彩色光流估计可靠性判定 303.4.2 算法实现 313.4.3 实验与误差分析 323.5 局部与全局相结合的彩色图像序列光流计算方法 343.5.1 彩色Lucas-Kanade 光流算法 343.5.2 彩色Horn-Schunck 光流算法 343.5.3 算法实现 353.5.4 实验与误差分析 37本章小结 40第4章 变分多约束稠密光流计算方法 414.1 引言 414.2 变分偏微分光流基本形式 414.3 能量函数的设计 424.3.1 复合数据项的构建 424.3.2 平滑项的设计 434.4 鲁棒惩罚函数 444.4.1 变分有界函数空间与全变分范数 444.4.2 基于鲁棒函数的光流能量函数 454.5 能量泛函极小化及其数值计算474.5.1 能量泛函极小化 474.5.2 数值计算 484.6 基于图像金字塔的多分辨率光流计算 504.6.1 图像金字塔及其构建 514.6.2 多分辨率光流计算框架 514.7 实验与误差分析 534.7.1 合成图像序列实验 534.7.2 真实图像序列实验 55本章小结 57第5章 基于卷积神经网络的有监督光流学习方法 585.1 引言 585.2 有监督光流学习网络基本原理585.3 有监督光流学习网络设计 595.3.1 网络架构 595.3.2 多假设约束学习 625.4 实验与误差分析 645.4.1 训练与评估数据集 645.4.2 训练策略 655.4.3 实验结果与分析 665.4.4 消融分析 695.4.5 光流计算时间分析 70本章小结 71第6章 基于光流的立体视差计算 726.1 引言 726.2 极线几何与极线校正 726.3 立体视觉匹配中视差与深度的关系 736.4 融合光流与分割的立体视差计算 746.4.1 算法框架 746.4.2 基于彩色分割的一致性区域提取 756.4.3 视差平面提取 776.4.4 置信传播 776.4.5 实验分析 786.5 基于光流的2D 到3D 视频转换 806.5.1 面向压缩视频的光流计算 806.5.2 基于光流与分割的2D 到3D 视频转换 84本章小结 90第7章 基于立体视觉的变分场景流计算方法 917.1 引言 917.2 双目立体视觉系统 917.3 自适应各向异性全变分流驱动场景流计算框架 947.3.1 亮度和梯度恒常约束相结合的数据项设计 947.3.2 自适应各向异性全变分流驱动平滑项设计 967.4 基于立体视觉的变分场景流求解 997.4.1 场景流能量泛函的变分极小化 997.4.2 场景流多分辨率求解策略 1017.5 实验与误差分析 1037.5.1 误差指标 1037.5.2 Middlebury 数据集测试 1047.5.3 hemi-spheres 数据集测试 1107.5.4 真实场景数据集测试 112本章小结 114第8章 基于RGB-D 图像序列的变分场景流计算方法 1168.1 引言 1168.2 深度图驱动各向异性全变分场景流计算框架 1168.2.1 基于三维局部刚性假设的数据项设计 1168.2.2 深度图驱动各向异性平滑项设计 1198.3 场景流能量泛函求解 1198.3.1 基于辅助变量的场景流求解 1198.3.2 场景流多分辨率求解策略 1248.4 实验与误差分析 1248.4.1 基于Middlebury 立体数据集的场景流评估 1258.4.2 场景流计算的参数优化 1298.4.3 真实数据场景流计算评估 132本章小结 138第9章 基于场景流聚类的运动目标检测 1399.1 引言 1399.2 ISODATA 聚类分析 1399.3 基于场景流聚类的3D 目标检测 1429.4 实验分析 143本章小结 147参考文献 148