一种高分辨率图像的实时光流计算方案

摘要

Horn-Schunck(HS)法是一种稠密光流法,其计算复杂对于高分辨图像难以达到实时处理的效果,限制了它在实际工程中的应用.为此,提出一种高分辨率图像的实时光流计算方案.该方案由三个部分组成:基于动态灰度阈值的图像序列处理策略,该策略通过剔除受光照变化影响的像素点减少计算量,提升算法效率;增量更新的数值求导,通过避免重复计算,提高梯度计算的速度;基于GPU(Graphics Processing Unit)的图像数据并行存储检索结构与共享内存(Shared memory)优化策略,减少数据传输耗时,提高数据访问速度.风洞实验表明:动态灰度阈值策略能有效剔除受光照变化影响的像素点,较原HS光流法平均效率提升122.81％;增量更新的数值求导实验表明:增量更新的数值求导较传统求导效率提升分别为16.41％、17.60％、17.82％以及18.57％,效率随着图像分辨率增加而提高;光流并行计算实验表明:对于分辨率为1728×2352的图像,该方案的实时处理速度达到80帧/秒(fps),应用前景广阔.