一种视频流体运动矢量计算方法技术

本发明专利技术公开了一种有效的流体运动矢量计算方法，该方法旨在利用视频流的两帧图像进行流体运动矢量的计算，目的是获得流体连续性运动的二维矢量。该方法首先统计每个像素所在区域的直方图，利用区域直方图主要成分匹配方法完成对运动矢量的初始化；然后，对初步的计算结果，利用多分辨率采样方法对其进行去噪处理；再采用统计分析方法对局部模块的运动矢量进行平滑处理；最后，对运动矢量进一步优化，得到具有保持外观一致性和运动连续性的流体运动矢量。本发明专利技术可有效地应用于流体的三维重建的应用中，具有实用的特点，能够很好地解决流体的重建问题，可以进一步应用于虚拟场景建立的应用中，克服了基于视觉的流体重建的复杂性问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种视频流体运动矢量的计算方法，利用流体运动的连续性进行优化，使得流体运动矢量的计算结果更符合流体的运动规律。
技术介绍
流体运动矢量计算是增强现实技术研究的基础，目前，在流体的物理仿真中还没有完全将动态纹理区域的识别与基于物理属性的仿真结合起来，并对流体进行实时重建；同时，目前缺乏与视频媒体真实感一致的流体建模和仿真，并且较少考虑自然景物与其它景物及环境的交互作用，这些问题产生的根本原因是流体运动矢量的计算问题没有得到解决。因此，如何从流体视频中计算出较为准确的运动矢量是研究重建与交互的关键所在，它的研究具有重要的现实意义和实用价值。 流体运动是一种典型的非刚体运动，流体运动图像的计算与分析属于动态纹理分析的技术。在物体运动的图像分析中，纹理分为弱纹理和强纹理。弱纹理具有自相似性，其图像变化具有亮度不变性；而视频中的流体部分属于强纹理，其特点是亮度保持性，即其内部的运动产生了形状的改变和遮挡，但是图像中强度的成分是不变的。由于流体具有透明性，因此可以通过计算粒子的运动矢量来间接获得流体本身的运动特征。目前，对于流体的运动矢量的计算通常采用粒子图像测速方法实现，即通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频流体运动矢量计算方法，其特征在于该方法包括以下步骤：⑴、运动矢量的初始化分别计算运动前后两帧图像中每个像素所在区域的灰度直方图，利用直方图的主要成分匹配方法得到初始的运动矢量；⑵、去噪处理采用多分辨率法对初始化的结果进行去除噪声处理，该步骤为可选；⑶、平滑处理采用统计分析方法对局部区域的运动矢量进行平滑处理；⑷、优化处理用流体运动的连续性方程对运动矢量进一步计算，得到具有保持外观一致性和运动连续性的流体运动矢量；其中：所述直方图的主要成分匹配方法是：对运动前后两帧图像分别进行区域直方图的统计，然后对两帧图像的每个邻域求取其统计后的主要成分，利用对应区域的主要成分匹配误差最小来完成对运动...

【技术特征摘要】
1.一种视频流体运动矢量计算方法，其特征在于该方法包括以下步骤 (I)、运动矢量的初始化 分别计算运动前后两帧图像中每个像素所在区域的灰度直方图，利用直方图的主要成分匹配方法得到初始的运动矢量； ⑵、去噪处理 采用多分辨率法对初始化的结果进行去除噪声处理，该步骤为可选； ⑶、平滑处理 采用统计分析方法对局部区域的运动矢量进行平滑处理； ⑷、优化处理 用流体运动的连续性方程对运动矢量进一步计算，得到具有保持外观一致性和运动连续性的流体运动矢量； 其中所述直方图的主要成分匹配方法是对运动前后两帧图像分别进行区域直方图的统计，然后对两帧图像的每个邻域求取其统计后的主要成分，利用对应区域的主要成分匹配误差最小来完成对运动矢量的初始化，按照式(I)计算像素所在的直方图统计类别[density/1 Oj( I ) 其中，L I表不取整，对于灰度图像，density表不O 255之间的一个灰度值； 相邻两帧中像素pixelk(i，j)运动矢量的初始化按照如下步骤进行 a)分别计算视频相邻两巾贞Ik(k=l,2)中像素点pixelk(i, j)的aXa邻域的统计直方图，记为 Histogramk(i，j)； b)对每个像素点piXelk(i，j)的邻域直方图的统计结果，按照从大到小进行排序，直方图的成分序号也随之排序，得到排序后的统计直方图为HistogramIk(i，j)及排序的成分HistogramxIk(i, j)； c)在pixelk(i,j)的aX a邻域内搜索一个矢量SS “),使得对应邻域内所有像素的直方图主成分的欧氏距离d(i，j)最小，其中d(i，j)为 ,T .!T It- d(i'J) = Σ ΣΣ+...

【专利技术属性】
技术研发人员：全红艳，吴茂茂，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：