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用变分方法计算熵流

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:而在此我们引入熵图像序列中瞬间熵值不变的特性,使用变分方法来计算作为描述图像运动的熵流。将熵流场V 作为能量泛函适合解。该能量泛函包含数据项与正则平滑项,其泛函模型表示如下:其中E( V )是能量泛函,β1 和β2 是正加权系数。类似于光流,对于计算熵流场V,由于含有两个运动分量 ,仅用表达式求解会带来“孔径”问题。为了获得稠密熵流场,必须构建能量泛函的平滑项,最简单的正则项就是同质正则。

用变分方法计算熵流

在图像序列相邻帧内分析图像运动,瞬间恒定被作为图像特征。常采用图像强度作为图像特征的描述,也就是图像目标短时内在相邻帧内灰度值不会发生改变。而在此我们引入熵图像序列中瞬间熵值不变的特性,使用变分方法来计算作为描述图像运动的熵流。将熵流场V 作为能量泛函适合解。该能量泛函包含数据项正则平滑项,其泛函模型表示如下:

其中E( V )是能量泛函,β1 和β2 是正加权系数。当β2 值越大,将导致大的流梯度更强的惩罚,因而产生更平滑的流场。

类似于光流,对于计算熵流场V,由于含有两个运动分量 (k,q ),仅用表达式(7.10)求解会带来“孔径”问题。它依据法向流正交于熵图边缘,结合短时熵图熵值恒定性,类比于Lucas-Kanade 光流法[64,68],在δ 的邻域范围内运动场矢量保持常量。因此数据项可以描述如下:

假定H:Ω ⊂R3 →R 表示内含二维空间和时间维数X:= ( x,y,t)T 的熵值函数,Δ:= Δ2 = ∂xx +∂yy 表示拉普拉斯算子,∇:= ∇3 = ( ∂x,∂y,∂t )表示时空变量的偏导数,Gδ 表示窗函数。(www.xing528.com)

为了获得稠密熵流场,必须构建能量泛函的平滑项,最简单的正则项就是同质正则。一般平滑项模型[1 36]通过调整,成为更一般的平滑模型,该正则平滑项被描述如下:

其中N 标示一个非正态分布的高斯函数,λg 和λl 各自表示全局和局部的正的平滑参数。

因此熵流场就是下述能量泛函解:

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