Тема: Метод оптического потока в задаче построения поля скоростей

С быстрым ростом развития информационных технологий появилась необходимость в автоматическом и мгновенном определении, какие дей­ствия происходят на последовательности кадров. Таким образом, с помо­щью данной последовательности необходимо воссоздать запечатленное на них пространство и изменения, происходящие с ним с течением времени. С данной задачей и связано появление такого понятия как оптический поток.
На сегодняшний день это словосочетание применимо во многих обла­стях технической разработки, и в большом количестве источников, предо­ставляющих информацию об оптических потоках, дается свое определение данному понятию. Для полного понимания необходимо привести самое об­щее определение: оптический поток — это визуальное отображение види­мого движения объектов или поверхностей, которое возникает при переме­щении объектов или наблюдателя относительно друг друга.
Таким образом, оптический поток может дать важную информацию о пространственных положениях объектов, о характере его движения, о фор­ме рассматриваемого объекта, а также о структуре сцены. Для оптических потоков характерно расширение границ их применений: они используют­ся для создания видео- и фото-спецэффектов, в областях сжатия видео и анализа движения, в компьютерном зрении, в компьютерной томографии и многих других областях. Конечно, большое многообразие алгоритмов, используемых для их получения, является косвенным подтверждением ис­пользования оптических потоков в различных областях с распознаванием образов и сигналов.
Оптический поток определяется как «поток» уровней яркости в плос­кости изображений. Заметим, что последовательность изображений, упоря­доченных во времени, дает возможность оценить зарегистрированное дви­жение или как мгновенную скорость, или как численное смещение.
Градиент изображения является одним из фундаментальных понятий в обработке изображений. Поэтому, в данной работе реализована и постро­ена математическая модель для определения поля скоростей на постоян­стве градиента интенсивности, то есть скорость изменения интенсивности постоянна.
Тема данной выпускной работы связана с построением поля скоро­стей с помощью оптических потоков. Решение полученных уравнений в ходе имеющегося метода, если применить к ним теорию разностных схем, сводится к решению системы линейных уравнений. Линейные системы ре­шаются блочными итерационными методами, и далее показывается сходи­мость этих методов к единственному решению системы.
Основной целью данной работы является построение поля скоростей для входных изображений с помощью дифференциального метода оптиче­ского потока. Существенной целью является реализация данного метода в среде разработки Microsoft Visual Studio на языке С++ с помощью библио­теки OpenCV для проверки метода и анализа полученных результатов.
Работа состоит из двух глав, приложения и списка литературы.
В первой главе приведены главные теоретические положения и основ­ные принципы отыскания оптического потока. Модель, рассматриваемая в рамках представленной работы, расширяет возможности исследования по­токов, где плотность интенсивности вдоль траекторий меняется.
Во второй главе рассматриваются общие вопросы компьютерной реа­лизации выбранного метода для решения поставленной задачи. Также при­ведены результаты обработки с помощью реализованной программы ряда тестовых задач, представляющие собой изображения с различными фор­мами движения.
В заключении подводятся итоги исследования, проведенного в ходе выполнения данной работы, а также формируются окончательные выводы.
Купить

На базе проведенных исследований в ходе выполнения выпускной квалификационной работы получены следующие результаты, которые выносятся на защиту:
• Исследована задача построения поля скоростей методом оптического потока на основе предположения о постоянстве градиента интенсивности, построены алгоритм и расчетная схема;
• Реализован данный метод в среде разработки Microsoft Visual Studio на языке С++ с помощью библиотеки OpenCV для проверки метода и анализа полученных результатов;
• Оттестирована программа реализованного метода на примерах с известным полем скоростей.
Купить