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摘要：本发明提供一种基于初始光流估计的水流位移场计算方法及装置，该方法包括：在任意两帧连续的图像中各设置一断面线段；在前一帧图像中构建询问窗口，在后一帧图像中构建搜索窗口；在前一帧图像中截取得到询问窗口图像，在后一帧图像中将搜索窗口依次移动截取得到多个搜索窗口图像；确定与询问窗口图像相似度最高的目标搜索窗口图像；计算初始光流位移估计值，根据初始光流位移估计值和前一帧图像的目标特征点集，构造光流计算函数并进行光流追踪，得到水流位移向量。本发明通过结合图像预处理、初始光流估计和位移场计算，可以实现对水流表面位移场的精确计算。

主权项：1.一种基于初始光流估计的水流位移场计算方法，其特征在于，包括：在水流视频中任意两帧连续的图像中的相同位置各设置一断面线段；在前一帧图像中的所述断面线段所在位置构建询问窗口，在后一帧图像中的相同位置构建相同尺寸的搜索窗口；在所述前一帧图像中截取所述询问窗口所在区域得到询问窗口图像，在所述后一帧图像中将所述搜索窗口沿水流方向依次移动预设步长直至所述搜索窗口移动到所述后一帧图像的边缘，截取每一所述搜索窗口所在区域得到多个搜索窗口图像；从所述多个搜索窗口图像中确定与所述询问窗口图像相似度最高的目标搜索窗口图像；计算所述目标搜索窗口图像相对于位于所述断面线段处的搜索窗口图像的位移值，将所述位移值作为初始光流位移估计值；对所述前一帧图像进行全图的特征点检测，得到目标特征点集；根据所述初始光流位移估计值和所述目标特征点集，构造基于Lucas-Kanade方法的光流计算函数中的参数；使用所述光流计算函数进行光流追踪，得到水流位移向量；其中所述使用所述光流计算函数进行光流追踪，得到水流位移向量的步骤之后，所述方法还包括：根据所述水流位移向量，构建稳定位移场以及计算水流的流速值；其中所述从所述多个搜索窗口图像中确定与所述询问窗口图像相似度最高的目标搜索窗口图像的步骤包括：对所述询问窗口图像进行特征点提取，得到一组第一特征点集；对每一所述搜索窗口图像分别进行特征点提取，得到多组第二特征点集；计算所述第一特征点集的聚类中心点以及每一组所述第二特征点集的聚类中心点；根据所述第一特征点集的聚类中心点以及每一组所述第二特征点集的聚类中心点，计算所述询问窗口图像和每一所述搜索窗口图像的相似度；其中所述根据所述第一特征点集的聚类中心点以及每一组所述第二特征点集的聚类中心点，计算所述询问窗口图像和每一所述搜索窗口图像的相似度的步骤包括：计算所述第一特征点集的聚类中心点和每一组所述第二特征点集的聚类中心点的欧式距离值；将所述欧式距离值作为所述询问窗口图像和每一所述搜索窗口图像的相似度分数；其中所述根据所述初始光流位移估计值和所述目标特征点集，构造基于Lucas-Kanade方法的光流计算函数中的参数的步骤包括：将所述目标特征点集中的每一特征点的坐标加上所述初始光流位移估计值作为所述光流计算函数中的初始估计位置。

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百度查询： 中国水利水电科学研究院 一种基于初始光流估计的水流位移场计算方法及装置