局部相位信息在光流计算中的应用-Geomagic Studio 12

"摄像测量学是利用数字图像序列分析目标结构和运动参数的理论与技术，结合了摄影测量、光学测量、计算机视觉和数字图像处理。摄像测量学的核心任务是通过二维图像重建三维信息，强调高精度的目标识别定位。本文讨论了基于局部相位信息的光流场计算方法，这是一种在光流估计中提高准确性和鲁棒性的技术，特别是在处理旋转、缩放和仿射变形时。该方法采用三维Gabor滤波器对光流图像进行滤波，利用相位场建立约束方程来计算光流场。" 在摄像测量学中，光流场计算是一种关键的技术，用于估算连续两帧图像中像素的运动。光流场的基本方程描述了像素在时间和空间中的变化，通常需要通过小二乘法来估计像素的运动向量(u, v)。然而，单个像素点的信息不足以准确求解，因此需要选取多点构建线性方程组，通过加权小二乘法增强中心像素的影响，提高计算精度。 基于局部相位信息的光流场计算是由Fleet和Jepson提出的，这种方法在对抗噪声、旋转、缩放、仿射变形等方面表现出优越的鲁棒性。该方法使用三维Gabor滤波器对光流图像进行时空域滤波，Gabor滤波器具有良好的抗噪性能，其傅立叶变换为三维高斯函数，能有效捕捉图像的局部特征。 光流计算的过程包括以下几个步骤： 1. 应用三维Gabor滤波器对光流图像进行滤波，增强图像的局部特征。 2. 利用滤波后的相位信息建立基本的约束方程，这些方程反映了像素在时间上的连续性。 3. 解这些约束方程来估计光流场，即每个像素的运动向量(u, v)。 在实际应用中，摄像测量技术广泛应用于三维重建、机器人导航、自动驾驶等领域。摄像测量学的发展结合了传统摄影测量的三角测量理论和计算机视觉的多视几何，使得非专业测量设备也能进行高精度的测量任务。 摄像测量学的历史可以追溯到摄影术的诞生，经历了模拟摄影测量到数字摄影测量的转变。随着计算机技术和图像处理算法的进步，摄像测量技术在精度和自动化程度上有了显著提升，成为现代测量和分析的重要工具。