光流(Optical Flow)是计算机视觉领域中一种重要的技术,用于估计图像序列中像素的运动信息。LK(Lucas-Kanade)光流算法是一种经典的光流计算方法。本文将介绍LK光流算法的原理,并提供MATLAB代码实现,以便进行仿真和实验。
- LK光流算法原理
LK光流算法基于亮度恒定假设,即在相邻帧之间,同一像素的亮度不发生变化。该算法通过最小化光流方程的误差来估计像素的运动向量。
算法步骤如下:
1.1 图像金字塔构建:为了提高算法的鲁棒性和对大运动的估计能力,首先对输入图像进行金字塔分解,得到一系列不同分辨率的图像。
1.2 特征点检测与跟踪:在每个金字塔层上,通过一定的特征点检测方法(如Harris角点检测)找到关键点,并在相邻帧之间进行特征点的匹配与跟踪。
1.3 光流方程建立:对于每个特征点,假设其在前后两帧之间的位移为Δp=(Δx, Δy),则可以建立光流方程:∑∇I(x, y) * Δp = -∑I(x, y, t) * ∇I(x, y, t),其中∇I为图像的梯度。
1.4 最小二乘解:通过最小化上述光流方程的误差,得到Δp的最优解。
1.5 反向迭代:从金字塔的最高层开始,将Δp的估计值传递到下一层,再进行光流方程的求解&