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首页彩色光流场计算新方法:几何代数视角
"基于几何代数的彩色光流场计算" 本文深入探讨了一种创新的彩色光流场计算方法,该方法利用几何代数这一数学工具,为处理彩色图像序列提供了新的视角和便捷途径。几何代数是一种强大的数学框架,它能够有效地表达和操作空间中的几何对象,对于图像处理和计算机视觉领域具有重要的应用价值。 在传统的光流场计算中,通常处理的是灰度图像或单通道图像,而彩色图像由于包含RGB三个颜色通道,处理起来更为复杂。针对这一挑战,作者提出将彩色图像序列表示为多重矢量,这使得在几何代数域内可以更直观地处理图像的连续性和运动特性。通过多重矢量表示,不仅简化了图像处理的复杂性,还扩大了光流场分析的适用范围,能更好地捕捉图像的动态变化。 文章的核心是基于物体色彩在运动过程中保持不变的原理,推导出在几何代数域内的彩色光流场约束方程。这些方程能够反映图像像素在时间上的运动信息,并且提供了解决这些方程的方法,以确定像素的光流。这种方法的优势在于,它考虑了彩色信息,因此在计算光流时能够更准确地捕捉到物体的运动状态,尤其是在光照变化、遮挡或其他复杂场景下。 光流场是计算机视觉中的一个重要概念,它描述了图像序列中像素随时间的运动轨迹。在机器视觉应用中,如目标跟踪、动作识别和3D重建等领域,精确的光流场计算至关重要。通过使用几何代数,该算法能够在各种情况下显著提高彩色光流场的计算精度和鲁棒性。 这项工作展示了几何代数在解决复杂图像处理问题,特别是彩色光流场计算方面的潜力。它为后续研究提供了一个新的理论基础,有望推动图像处理和计算机视觉领域的技术进步。同时,这种方法的实用性和有效性也得到了实验结果的支持,证明了其在实际应用中的广阔前景。
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书书书
第
29
卷
第
10
期
光
学
学
报
Vol.29
,
No.10
2009
年
10
月
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2009
文章编号:
02532239
(
2009
)
10283705
基于几何代数的彩色光流场计算
李茂宽
关
键
(海军航空工程学院,山东 烟台
264001
)
摘要
提出了一种新的基于几何代数的彩色光流场计算方法,从新的角度出发讨论了 运用 几何代 数的 概念来 解决
彩色图像序列的可行性和简便性。在几何代数域内对彩色图像序列用多重矢量 表示,证明 了彩 色光流 场分 析时进
行约束条件时的测量问题,通过多重矢量而非多通道的图像处理方法来表示图像 连续特 性,从 而扩大 了测 量范围;
然后依据物体色彩在运动过程中保持不 变的 原 理,在 几 何 代数 域 内 推 导了 彩 色 图 像序 列 的 光 流约 束 方 程 及其 解
法
。结果表明,该算法能够显著提高各种情况下的彩色光流场计算能力。
关键词
机器视觉;几何代数;光流场;图像序列;偏微分方程
中图分类号
TP391.41
文献标识码
A
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:
10.3788
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收稿日期:
20081202
;收到修改稿日期:
20090217
基金项目:国家自然科学基金(
60672140
,
60802088
)和教育部新世纪优秀人才支持计划(
NCET050912
)资助课题。
作者简介:李茂宽(
1979
—),男,博士研究生,主要从事模式识别与数字图像处理等方面的研究。
Email
:
limaokuan
@
sohu.com
。
导师简介:关
键(
1968
—),男,教授,博士生导师,主要从事雷达恒虚警检测理论和图像处理等方面的研究。
Email
:
g
uan
j
ian
@
ieee.or
g
。
1
引
言
图像序列中的运动目标检测是图像处理技术的
一个要组成部分,它 是计算机 视 觉、模 式 识别、图 像
编码和安 全 监 控 等 研 究 领 域 中 的 重 点 和 难 点
[
1
,
2
]
。
在图像序列处理中,光流的计算是最基本问题之一,
光流表达了图像的变化,它包含了目标运动的信息,
可用来确定观察者对目标的运动情况。
现有的大多数光流场计算方法是针对灰度图像
序列的,近年来,由于数字彩色图像成像设备的日益
普及,人们常常得到物体和场景的彩色图像序列,随
着人们对彩色图像 形成机理 研 究的进一 步 深入,提
出了彩色图像光 流 场的计算 问 题
[
3
,
4
]
。彩色 图 像光
流场计算是光流场计算技术从灰度图像到彩色图像
的推广,与灰度图像相比,彩色图像能提供更丰富的
光学信息,因而可以 使 光流场计 算 的不适定 问 题转
换成适定 问 题。
Ohta
[
5
]
最 早 提 出 了 基 于 色 彩 灰 度
不变的计算模型
,把彩色图像看作是
RGB3
个独立
图像通道的混合,分别用
RGB
颜色模型来计算图像
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