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利用光流配准进行嫦娥一号CCD多视影像超分辨率重建

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武汉大学学报（信息科学版） 2014年第9期39卷 1103-1108页

作者：陈王丽孙涛陈喆马国锐秦前清武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 中国电子科技集团公司第十五研究所北京100083

月面起伏较大导致嫦娥一号CCD多视影像之间的形变是非刚性的,传统的基于仿射变换配准的超分辨率重建方法很难取得理想的效果。本文提出了一种新的基于光流配准的超分辨率重建方法,该方法采用双边总变分(bilateral total variation,BTV)... 详细信息

月面起伏较大导致嫦娥一号CCD多视影像之间的形变是非刚性的,传统的基于仿射变换配准的超分辨率重建方法很难取得理想的效果。本文提出了一种新的基于光流配准的超分辨率重建方法,该方法采用双边总变分(bilateral total variation,BTV)超分辨率重建方法迭代求解高分辨率影像,迭代初始值由光流配准后的多视影像共同产生,并在迭代求解高分辨率影像的过程中更新光流场。实验结果表明,本文方法解决了嫦娥一号CCD多视影像超分辨率重建中的亚像素精确配准问题,重建影像的空间分辨率显著提高,细节分辨能力增强。

关键词：嫦娥一号 CCD多视影像超分辨率光流

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金字塔光流三维运动估计与深度重建直接方法

仪器仪表学报 2015年第5期36卷 1093-1105页

作者：张聪炫陈震黎明南昌航空大学测试与光电工程学院南昌330063 无损检测技术教育部重点实验室南昌330063

针对基于图像序列光流的三维运动估计与深度重建问题,提出一种基于图像金字塔光流的三维运动估计与深度重建直接方法。首先根据光流计算亮度守恒假设和像素点光流与三维空间点运动的对应关系推导出基于图像亮度的三维运动守恒假设;然后... 详细信息

针对基于图像序列光流的三维运动估计与深度重建问题,提出一种基于图像金字塔光流的三维运动估计与深度重建直接方法。首先根据光流计算亮度守恒假设和像素点光流与三维空间点运动的对应关系推导出基于图像亮度的三维运动守恒假设;然后借鉴变分原理,通过设计基于L1模型的鲁棒数据项以及图像与运动联合控制的平滑项构造基于变分光流的三维运动估计能量函数;为了应对图像序列中包含的大位移运动及运动遮挡问题,采用图像金字塔分层策略设计三维运动估计模型;最后根据图像三维运动估计结果重建图像中运动物体或场景的深度信息。实验表明,该方法能够较好地应对图像序列中光照变化、多目标大位移运动以及运动遮挡等情况,具有较高的三维运动估计与深度重建精度和较好的鲁棒性。

关键词：光流三维运动估计深度重建金字塔分层策略直接方法

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深度光流估计方法研究进展

计算机辅助设计与图形学学报 2021年第2期33卷 310-320页

作者：祖曰然包秀国唐文忠高科张冬明北京航空航天大学计算机学院北京100191 国家计算机网络与信息安全管理中心北京100029 中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室北京100190

结合深度学习模型实现光流端到端的计算是当前计算机视觉领域的一个研究热点.文中对基于深度学习的光流估计方法进行总结和梳理.首先,介绍了光流的起源与定义;其次,总结了现有的数据集合和评价指标;最重要的是,着重从3个方面回顾了深度... 详细信息

结合深度学习模型实现光流端到端的计算是当前计算机视觉领域的一个研究热点.文中对基于深度学习的光流估计方法进行总结和梳理.首先,介绍了光流的起源与定义;其次,总结了现有的数据集合和评价指标;最重要的是,着重从3个方面回顾了深度光流估计方法,包括有监督的深度光流估计方法、无监督的深度光流估计方法以及对现有光流估计方法的性能对比分析.分析表明,参照传统方法设计小而轻且泛化性能好的深度光流网络是未来的研究方向.在此基础上,进一步分析和介绍了当下光流估计与视频分析任务联合学习的一系列代表性方法,指出了设计由任务驱动的深度光流网络是很有应用价值的研究方向.最后,总结了深度光流估计存在的问题和挑战,并对未来工作进行展望.

关键词：光流光流估计深度学习视频分析

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光流的计算技术

西南交通大学学报 1997年第6期32卷 656-662页

作者：刘国锋诸昌钤西南交通大学计算机应用与信息工程研究所

光流场携带了有关物体运动和景物三维结构的丰富信息。文中对现有的光流计算方法作了全面的评述，这些方法包括：微分法、匹配法、基于能量的方法、基于相位的方法以及神经动力学方法。首先提出了一个光流技术的性能评价准则，而后系统... 详细信息

光流场携带了有关物体运动和景物三维结构的丰富信息。文中对现有的光流计算方法作了全面的评述，这些方法包括：微分法、匹配法、基于能量的方法、基于相位的方法以及神经动力学方法。首先提出了一个光流技术的性能评价准则，而后系统地研究了五类光流技术的理论模型和计算原理，并对它们的性能作了深入的分析与评估。最后。

关键词：光流计算机视觉图象序列计算

动态场景下基于光流的语义RGBD-SLAM算法

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仪器仪表学报 2022年第12期43卷 139-148页

作者：刘钰嵩何丽袁亮齐继超新疆大学智能制造现代产业学院乌鲁木齐830047 北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

为解决传统的同时定位与建图算法在复杂动态环境下容易受到动态目标干扰而导致定位精度差和建图错误的问题,提出了一种动态场景下基于光流的语义RGBD-SLAM算法。首先,通过优化的二维相邻帧透视矫正方法,对当前帧进行透视矫正以补偿相机... 详细信息

为解决传统的同时定位与建图算法在复杂动态环境下容易受到动态目标干扰而导致定位精度差和建图错误的问题,提出了一种动态场景下基于光流的语义RGBD-SLAM算法。首先,通过优化的二维相邻帧透视矫正方法,对当前帧进行透视矫正以补偿相机运动;然后,将矫正后的图像输入RAFT-S网络中,在获得低分辨率的稠密光流场后提取动态目标的掩码,并根据上一帧掩码中动态目标的位置和速度信息,对当前掩码中的动态区域进行跟踪和优化,从而提取动态目标在每一帧中的精确区域;最后,分离静态和动态特征点,通过最小化静态特征点的重投影误差,得到优化后的相机位姿,并结合轻量级语义分割网络BiSeNetv2提供的语义信息和相机提供的深度信息,构建无人的静态语义八叉树地图。公开数据集TUM上的测试结果表明,本文算法的绝对轨迹误差相对于ORB-SLAM2减少了90%以上,并能获取精确的动态区域掩码以及准确的语义地图,验证了该算法在复杂动态场景中具有良好的定位精度和鲁棒性。

关键词：同时定位与建图动态场景光流语义信息八叉树地图

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昆虫视觉启发的光流复合导航方法

自动化学报 2015年第6期41卷 1102-1112页

作者：潘超刘建国李峻林武汉数字工程研究所武汉430074 华中科技大学多谱信息处理技术国家级重点实验室武汉430074

昆虫能够使用视觉感受的光流(Optical flow,OF)信息执行导航任务.启发于昆虫的视觉导航,本文提出了一种生物视觉启发的光流复合导航方法,它由光流导航和光流辅助导航两部分组成,以实现高效精确的视觉导航定位.该方法中,光流导航的作用... 详细信息

昆虫能够使用视觉感受的光流(Optical flow,OF)信息执行导航任务.启发于昆虫的视觉导航,本文提出了一种生物视觉启发的光流复合导航方法,它由光流导航和光流辅助导航两部分组成,以实现高效精确的视觉导航定位.该方法中,光流导航的作用是使用昆虫视觉启发的光流法,测量系统每一时刻的运动位移,然后使用路径积分累加位移得到位置信息;光流辅助导航的作用是针对路径积分会产生累积误差的缺点,使用光流匹配的方法来估计和修正导航中的位置误差.该光流辅助导航也参考了昆虫启发的光流法,通过基于光流的卡尔曼滤波器来执行实际和预测光流的迭代匹配.由于光流导航和光流辅助导航中的光流计算来源于同一昆虫启发光流法,使得光流复合导航的两部分可共享输入信号和部分执行过程.文中使用移动机器人进行导航实验,证明了该复合导航方法的效率.

关键词：导航昆虫视觉光流累积误差

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月面着陆多尺度边缘光流特征提取与跟踪方法

宇航学报 2020年第10期41卷 1305-1313页

作者：李云天穆荣军单永志崔乃刚哈尔滨工业大学航天工程系哈尔滨150001 中国兵器工业集团航空弹药研究院哈尔滨150001

针对月面着陆器动力下降过程中,基于描述子的传统视觉特征提取和跟踪方法耗时长、误匹配率高等问题,提出一种采用边缘光流的多尺度特征提取与跟踪方法。首先通过构建序列图像金字塔和应用多级掩膜提取方法,改善了图像平面上特征点分布... 详细信息

针对月面着陆器动力下降过程中,基于描述子的传统视觉特征提取和跟踪方法耗时长、误匹配率高等问题,提出一种采用边缘光流的多尺度特征提取与跟踪方法。首先通过构建序列图像金字塔和应用多级掩膜提取方法,改善了图像平面上特征点分布的均匀性;在此基础上,利用边缘直方图灰度差平方和(SSGD)滑窗搜索算法,将光流计算由二维迭代简化为一维匹配,大幅缩短了算法耗时;进一步利用多尺度边缘直方图迭代搜索算法在改善大尺度运动下特征跟踪鲁棒性的同时,将光流计算精度拓展至亚像素级。仿真结果表明,本方法计算耗时不超过描述子方法的50%,非大尺度运动下具有更高的稳定跟踪特征点数目,大尺度运动下相比描述子方法下降不超过15%,在跟踪效率和稳定性方面取得了较好的平衡。

关键词：边缘直方图光流多尺度特征跟踪月面着陆

一种改进的基于活动轮廓和光流的运动目标分割方法

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中南大学学报（自然科学版） 2011年第4期42卷 1035-1042页

作者：方宇强戴斌宋金泽单恩忠国防科学技术大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

将光流技术和几何活动轮廓模型结合起来对运动目标进行分割,一方面可以通过算法分割出运动目标轮廓,另一方面,使得算法面对背景变化的情况仍具有一定的适应性。为了更好地将二者结合起来,进行2个方面的改进:建立基于运动边缘的几何活动... 详细信息

将光流技术和几何活动轮廓模型结合起来对运动目标进行分割,一方面可以通过算法分割出运动目标轮廓,另一方面,使得算法面对背景变化的情况仍具有一定的适应性。为了更好地将二者结合起来,进行2个方面的改进:建立基于运动边缘的几何活动轮廓模型,从而克服光流计算中由弱纹理区域产生的运动空洞对分割的影响;引入边缘增强的非线性扩散作为光流计算模型中的平滑项约束,可以在平滑流场的同时减小运动边缘处平滑效果而保护边缘,进而提高运动目标分割的完整性。研究结果表明:与现有算法相比较,该算法能够更准确地分割出运动目标的轮廓,同时在一定程度上克服背景运动的情况。

关键词：光流活动轮廓模型非线性扩散运动目标分割

联合遮挡约束与残差补偿的特征金字塔光流计算方法

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电子学报 2023年第3期51卷 648-657页

作者：范兵兵何庭建张聪炫陈震黎明南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330063 中国科学院自动化研究所北京100190

针对现有深度学习光流计算模型在运动遮挡和大位移等场景下光流计算的准确性与鲁棒性问题,本文提出一种联合遮挡约束与残差补偿的特征金字塔光流计算方法.首先,构造基于遮挡掩模的光流约束模块,通过预测遮挡掩模特征图抑制变形特征的边... 详细信息

针对现有深度学习光流计算模型在运动遮挡和大位移等场景下光流计算的准确性与鲁棒性问题,本文提出一种联合遮挡约束与残差补偿的特征金字塔光流计算方法.首先,构造基于遮挡掩模的光流约束模块,通过预测遮挡掩模特征图抑制变形特征的边缘伪影,克服运动遮挡区域的图像边缘模糊问题.然后,采用特征图变形策略构建基于特征变形的光流残差补偿模块,利用该模块学习到的残差光流细化原始光流场,改善大位移运动区域的光流计算效果.最后,采用特征金字塔框架构建联合遮挡约束与残差补偿的光流计算网络模型,提升大位移和运动遮挡场景下的光流计算精度.分别采用MPI-Sintel(Max-Planck Institute and Sintel)和KITTI(Karlsruhe Institute of Technology and Toyota Technological Institute)数据集对本文方法和代表性传统光流计算方法、深度学习光流计算方法进行综合对比分析,实验结果表明本文方法相对于其他方法能够有效提升大位移和运动遮挡场景下的光流计算精度与鲁棒性.

关键词：光流遮挡约束残差补偿特征金字塔网络深度学习边缘保护

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