提出了一种利用光流场原理测量物体面形的新方法。测量系统由投影仪、被测物体以及CCD摄像机组成。将光栅条纹以小角度投影到参考平面上,分别采集被测物体加入前后的两幅条纹图像。对测量系统的空间几何结构进行分析,以参考面为参照系,建立了投影仪、摄像机、观测点三者的位移与物面高度的空间关系,其中,观测点的位移是基于Brox光流算法通过估计两帧图像间的光流分布得到的。针对测量系统导致的测量结果与实际形状不一致的问题,结合球冠几何模型的数值模拟结果,分析了误差产生的原因,提出了修正方法。理论模拟结果和实际测量结果验证了所提方法的可行性。与傅里叶变换法进行了比较,证实了所提方法仅用两帧图像即可精确地恢复物体的高度信息,实验过程简单,有效缩短了测量时间,且适用于动态测量。

为了提高复杂背景下运动目标的检测精度,研究了复杂背景下运动目标的检测算法。针对传统的光流算法在摄像机运动的情况下无法有效检测到目标的问题,将全局运动补偿算法与HS光流算法相结合,提出了基于全局运动补偿的HS光流检测算法,在摄像机运动的情况下,可以有效地补偿背景运动对检测目标所带来的干扰。仿真结果表明,所提出的算法能够有效地克服摄像机运动所带来的干扰,准确地检测到运动目标,该算法与传统的光流检测算法相比,具有更强的准确性和鲁棒性。

针对动载体摄像系统中视频序列受载体姿态运动及抖动的干扰而出现的不稳定现象, 提出一种基于光流算法的多分辨率电子稳像算法。首先, 通过划定有效的运动估算区域取代对整帧图像的计算以降低计算量; 然后, 利用基于光流算法的多分辨率分层运动估计快速并精确地计算出包含平移、旋转以及缩放运动的相邻帧间仿射变换参数; 最后, 采用固定帧补偿算法, 利用求得的仿射变换参数, 对图像进行运动补偿, 消除或减轻图像序列帧间的随机抖动, 达到稳像的目的。实验结果表明, 针对包含运动目标的动态场景, 该算法可以精确地检测出视频序列帧间平移、旋转以及缩放等复杂的抖动, 水平和垂直方向的稳像精确度小于1 pixel, 保证视频序列的稳定输出, 可应用于目标跟踪系统中。