О

Оптический поток

Оптический поток это представление видимого следа движения объектов, поверхностей и граней визуальной сцены, наблюдается при относительного движения между наблюдателем (например, глаз человека или камера) и сцены.

Понятие оптического потока была предложенное американским психологом Джеймсом Дж. Гибсоном в 1940-х годах для описания визуального стимула (сигнала), что возникает у животных, которые движутся в пространстве относительно окружающей среды.

Джеймс Гибсон подчеркивал важность оптического потока для возможности восприятия, способность различать ограничения и возможности для действий в окружающей обстановке. Последователи робот Гибсона и его экологического подхода к психологии впоследствии смогли показать роль стимула оптического потока для восприятия движения наблюдателя относительно окружающего мира; восприятие формы, дистанции и движения окружающих объектов; и контроль передвижения.

Недавно оптического потока срок был кооптированы робототехники включить соответствующие приемы по обработке изображений и контроля навигационного, такие как обнаружение движения, объектов сегментации, время-контактную информацию, фокус расчетов расширения, яркости, с компенсацией движения кодирования, и стерео несоответствие измерений.

С недавнего времени срок оптического потока был кооптирован роботицистамы, чтобы включить в это понятие соответствующие приемы по обработке изображений и навигационного контроля, такого как детект движения, сегментация объектов, информация о времени до столкновения (контакта), расчет фокуса расширения (focus of expansion ), яркость, кодирование с компенсацией движения и измерения стерео диспаратности.

Расчет

Последовательность из упорядоченных изображений позволяет оценить движение, или в виде мгновенных скоростей изображение, или в виде дискретных величин смещения изображения. Есть материалы в виде урока по методу оптического потока на основе градиентов. Также исследователи проводили анализ сравнения различных техник оптического потока, анализируют точность и частоту измерений.

Методы расчета оптического движения пытаются оценить движение между двумя кадрами изображения, видносятся к моментам времени t и в каждой позиции вокселя. Такие методы называются дифференциальными, так как они основаны на локальных оценках ряда Тейлора для сигнала изображения то есть они используют частные производные по пространственным и временным координатам.

Для случая размерности 2D + t (так же и для 3D или n -D случаев) расположение вокселя с интенсивностью, который будет двигаться на, и между двумя кадрами изображения, и с последующим ограничением постоянства яркости (brightness constancy constraint) можно записать:

Оптический поток

Считая, что движение было незначительное, рассчитывая приближения изображения в с помощью рядов Тейлора можно получить:

Оптический поток … (Члены высшего порядка)

Из этих уравнений следует, что:

Оптический поток

или

Оптический поток

в результате чего

Оптический поток

где это компоненты и скорости или оптического потока и, и являются производными для изображения в в соответствующих направлениях. И далее могут быть записаны для производных.

Таким образом:

Оптический поток

или

Оптический поток

Это уравнение с двумя неизвестными, как таковое не может быть решен. Это известно как проблема апертуры (диафрагмы) алгоритма оптического потока. Для расчета оптического потока необходимо другой набор уравнений, задаваемых некоторыми дополнительными условиями. Все методы расчета оптического потока вводят дополнительные условия для оценки фактического потока.

Датчик оптического потока

Сенсор оптического потока это датчик зрения способен измерять оптический поток или визуальный движение и выдавать результат измерения на основе оптического потока. Существует много различных конфигураций таких сенсоров. Это может быть датчик изображения соединен с процессором, на котором выполняется запрограммирован алгоритм оптического потока. Другая конфигурация использует зрительный чип, выполненный в виде интегральной схемы, содержащей и матрица и процессор в одном кристалле, в виде компактного устройства. Примером этого является обычный датчик оптической мыши используется в оптических мышах. В некоторых случаях используются могут используются вычислительные схемы с использованием аналоговых схем со смешанными сигналами, для быстрых расчетов оптического потока при минимальном потреблении тока.

Одной из сфер современных исследований является использование техники нейроморфнои инженерии для реализации схем, которые воспринимают оптический поток, и таким образом могут быть использованы в качестве оптического датчика. Такие схемы черпают идеи из биологических нейронных сетей, и по схожему принципу воспринимают оптический поток.

Изображения по теме

  • Оптический поток
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Проверьте также
Закрыть
Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть