Co to jest przepływ optyczny?

Przepływ optyczny opisuje skomputeryzowane śledzenie poruszających się obiektów poprzez analizę różnic zawartości między ramami wideo.W filmie zarówno obiekt, jak i obserwator mogą być w ruchu;Komputer może zlokalizować wskazówki oznaczające granice, krawędzie i regiony poszczególnych zdjęć.Wykrywanie ich postępów pozwala komputerowi śledzić obiekt w czasie i przestrzeni.Technologia jest stosowana w branżach i badaniach, w tym działanie bezzałogowych pojazdów powietrznych (UAV) i systemów bezpieczeństwa.

Dwie podstawowe metody generują tę wizję komputerową: wykrywanie ruchu oparte na gradientach i oparte na cechach.Przepływ optyczny oparty na gradiencie mierzy zmiany w intensywności obrazu poprzez przestrzeń i czas.Skanuje gęstą płaszczyznę pola przepływu.Przepływy oparte na cechach nakładają krawędzie obiektów w ramach, aby oznaczyć postęp.

Ta technika przypomina stabilizację obrazu kamery, umożliwiając zablokowanie obliczonego pola widzenia w ramce pomimo wstrząsu.Algorytmy przepływu optycznego obliczają dopasowanie między obrazami w sekwencji.Komputer dzieli każdy obraz na kwadratowe siatki.Nakładanie dwóch obrazów pozwala na porównania na znalezienie najlepszych dopasowań kwadratów.Kiedy komputer lokalizuje dopasowanie, rysuje granicę między punktami różnicy, czasami nazywaną igłą.

Algorytmy działają systematycznie od gruboziarnistych do drobnych rozdzielczości.Umożliwia to śledzenie ruchu między obrazami z różnicami w rozdzielczości.Komputer nie rozpoznaje obiektów, ale wykrywa tylko i podąża za charakterystykami obiektów, które można porównać między ramkami.

Obliczanie wektorów przepływu optycznego mogą wykrywać i śledzić obiekty, a także wyodrębnić płaszczyznę dominującą obrazów.Może to pomóc w robotycznej nawigacji i odometrii wizualnej lub orientacji robota i pozycji.Zauważa nie tylko obiekty, ale także otaczające okolicę w trzech wymiarach i daje roboty bardziej realistyczną świadomość przestrzenną.Wektory obliczone w płaszczyźnie pozwalają procesorowi wywnioskować i reagować na ruchy wyodrębnione z ram.

Niektóre słabości techniki przepływu optycznego obejmują utratę danych, która wynika z kwadratów, których komputer nie może dopasować między obrazami.Te niezrównane obszary pozostają puste i tworzą płaskie pustce, zmniejszając dokładność.Wyraźne krawędzie lub stabilne elementy, takie jak narożniki, przyczyniają się do analizy przepływu.

Szczegółowe czynniki mogą być zasłonięte, jeśli obserwator jest również w ruchu, ponieważ nie może odróżnić niektórych elementów od ramki do ramki.Analiza dzieli ruch na pozorny globalny przepływ i zlokalizowany ruch obiektu lub egomotion.Zmiany przestrzenno-czasowe w krawędziach lub intensywności obrazu utracone w ruchu kamery i globalnym przepływie ruchomego środowiska.Analiza jest wzmocniona, jeśli komputer może wyeliminować efekt globalnego przepływu.