圖像序列光流計(jì)算技術(shù)及其應(yīng)用

前言

　　圖像序列光流計(jì)算及其三維重建技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)問題。自1981年Horn提出了圖像序列光流計(jì)算理論后，國內(nèi)外許多專家學(xué)者投入到該領(lǐng)域的研究中。近些年，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件水平的不斷發(fā)展，圖像序列光流計(jì)算及其三維重建技術(shù)已在社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域顯示出越來越重要的地位與作用，尤其是在工業(yè)、軍事和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，如工業(yè)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)、無人機(jī)目標(biāo)檢測與導(dǎo)航系統(tǒng)、空間衛(wèi)星照片的自動(dòng)分析與跟蹤系統(tǒng)及醫(yī)學(xué)圖像分析和診斷系統(tǒng)等。　　本書主要闡述圖像序列光流計(jì)算及其應(yīng)用，重點(diǎn)在于光流計(jì)算方法和基于光流的三維重建理論和技術(shù)。第1章是緒論，主要介紹光流的分類及基礎(chǔ)知識。第2章介紹Horn和Lucas兩種經(jīng)典光流算法的基本原理及推導(dǎo)過程，并通過實(shí)驗(yàn)來分析它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)?！　”緯?章重點(diǎn)闡述變分方法在光流計(jì)算中的應(yīng)用，并提出兩種先進(jìn)的稠密光流算法，通過實(shí)驗(yàn)證明了這兩種方法具有計(jì)算精度高、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)。第4章主要介紹利用點(diǎn)光流進(jìn)行三維重建的方法和理論，分別給出了基于稀疏光流和稠密光流的三維重建模型?！　”緯?章首先提出直線光流的概念，然后推導(dǎo)出直線光流的計(jì)算和三維重建模型，并利用數(shù)學(xué)理論證明了該模型的魯棒性。第6章針對利用最小二乘法計(jì)算直線光流可能帶來較大誤差的缺點(diǎn)，分別使用不同的優(yōu)化解法進(jìn)行分析，并給出了實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果?！　”緯?章介紹光流計(jì)算在激光和CCD分割中的應(yīng)用。第8章提出了一種基于光流與水平集算法相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測與分割算法，與傳統(tǒng)方法相比，該方法具有計(jì)算精度高、時(shí)間消耗少等優(yōu)點(diǎn)。　　第9章對本書內(nèi)容進(jìn)行概括和總結(jié)，并針對目前光流計(jì)算研究中存在的問題提出了一些研究方向及可能的解決方法?！　”緯淖珜懯加?010年9月，當(dāng)時(shí)本書的第編者在清華大學(xué)自動(dòng)化系從事訪問學(xué)者研究，一方面在那里學(xué)習(xí)圖像理解及計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域最新的方法與理論，另一方面潛心構(gòu)思本書的主體框架，并開始撰寫本書的部分內(nèi)容。為使內(nèi)容上具有理論性、實(shí)用性和先進(jìn)性，本書既介紹了圖像序列光流計(jì)算領(lǐng)域的一些經(jīng)典理論與算法，同時(shí)又匯集了作者及課題組成員近年來研究圖像序列光流計(jì)算及其應(yīng)用方面的最新理論與成果，相信本書可以為圖像序列光流計(jì)算及應(yīng)用領(lǐng)域的廣大研究人員提供一些參考?！　「兄x南昌航空大學(xué)專項(xiàng)出版基金的資助；感謝課題組的危水根副教授、江少鋒副教授和孫開瓊博士等，他們?yōu)楸緯耐瓿珊统霭嫣峁┝舜罅康膸椭?；感謝碩士研究生許強(qiáng)、楊建偉、卓亮、簡宏偉、袁猛、閆軍、張聰炫、梅廣輝、江頔、王凌、黃靜等人為本書提供了大量的實(shí)驗(yàn)圖片及數(shù)據(jù)等寶貴資料?！　”緯某霭娴玫絿易匀豢茖W(xué)基金、教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目、航空科學(xué)基金、江西省自然科學(xué)基金、江西省青年科學(xué)家培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目等的資助。沒有這些資助，本書的研究及出版就無法順利進(jìn)行，在此向支持本書出版的機(jī)構(gòu)致以誠摯的感謝。　　由于作者水平有限，不足之處在所難免，歡迎讀者批評指正。　　陳震　　2012年春于南昌航空大學(xué)

內(nèi)容概要

　　以往的計(jì)算機(jī)視覺或圖像理解的書籍對光流場計(jì)算技術(shù)及其應(yīng)用所涉及的內(nèi)容缺乏一個(gè)全面系統(tǒng)的闡述，且由于光流場計(jì)算技術(shù)及其應(yīng)用等方面的新理論和新方法層出不窮，以往的書籍極少涉及這些新理論和新方法。因此迫切需要一本全面系統(tǒng)介紹光流場計(jì)算技術(shù)及其應(yīng)用新理論和新方法的書籍。本書系統(tǒng)地介紹項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)近十年對光流場技術(shù)及其應(yīng)用的研究成果，包括光流場研究現(xiàn)狀、變分光流場計(jì)算技術(shù)、直線光流場計(jì)算技術(shù)、點(diǎn)光流場計(jì)算技術(shù)、激光和CCD數(shù)據(jù)分割中的光流場應(yīng)用、直線光流場三維重建方法及其應(yīng)用、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測與分割中的光流場應(yīng)用等。

書籍目錄

第1章 緒論
　1.1 光流計(jì)算研究的主要方向及研究現(xiàn)狀
　1.2 運(yùn)動(dòng)場與光流場
　1.3 彩色圖像序列的光流計(jì)算
　本章小結(jié)
第2章 光流經(jīng)典計(jì)算方法
　2.1 引言
　2.2 光流計(jì)算基本等式
　2.3 Horn算法
　2.4 Lucas算法
　2.5 實(shí)驗(yàn)分析
　本章小結(jié)
第3章 基于變分方法的稠密光流計(jì)算技術(shù)
　3.1 引言
　3.2 變分計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)知識
　3.3 應(yīng)用于光流計(jì)算的變分方法
　3.4 變分光流計(jì)算方法中的數(shù)據(jù)項(xiàng)和平滑項(xiàng)
　3.5 圖像光流聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的變分光流計(jì)算方法
　3.6 基于結(jié)構(gòu)張量的變分光流場計(jì)算技術(shù)
　本章小結(jié)
第4章 點(diǎn)光流三維重建技術(shù)
　4.1 引言
　4.2 基于稀疏光流場的三維重建技術(shù)
　4.3 基于稠密光流的三維重建技術(shù)
　本章小結(jié)
第5章 直線光流計(jì)算及三維重建技術(shù)
　5.1 引言
　5.2 直線的表示、提取及跟蹤匹配
　5.3 直線光流的定義和計(jì)算
　5.4 直線光流三維重建魯棒性分析
　5.5 實(shí)驗(yàn)分析
　5.6 本章小結(jié)
第6章 非線性分析
　6.1 非線性分析概論
　6.2 非線性分析的基本步驟
　6.3 幾何非線性分析
　6.4 材料非線性分析
　6.5 狀態(tài)非線性分析接觸分析
　本章小結(jié)
　思考題
　常見疑難問題解析
第7章 疲勞斷裂問題分析
　7.1 疲勞斷裂概述
　7.2 斷裂疲勞問題分析的基本步驟
　7.3 工程實(shí)例：線彈性斷裂分析
　7.4　工程實(shí)例：彈塑性J積分計(jì)算
　本章小結(jié)
　思考題
　常見疑難問題解析
第8章 基于光流和水平集算法相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測
　8.1 引言
　8.2 基于光流場的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)粗檢
　8.3 基于水平集算法的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)細(xì)檢
　8.4 實(shí)驗(yàn)與分析
　本章小結(jié)
第9章 總結(jié)與展望
　參考文獻(xiàn)

編輯推薦

　　《圖像序列光流計(jì)算技術(shù)及其應(yīng)用》可供高等學(xué)校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)研究生參考，也可作為該領(lǐng)域相關(guān)研究人員或技術(shù)開發(fā)人員的學(xué)習(xí)參考用書。

圖書封面

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