基于LK光流提取算法的图像序列晃动程度计算matlab仿真

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1.算法运行效果图预览

(完整程序运行后无水印)

1.gif

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4.jpeg  

 

2.算法运行软件版本

matlab2022a

 

3.部分核心程序

(完整版代码包含详细中文注释和操作步骤视频)

`%晃动指标

    axes(handles.axes1);

    imshow(uint8(I0{kk}));

 

    axes(handles.axes2);

    quiver(x,y,hor,ver,  'b');

    axis([0,R/blkSize,0,R/blkSize]);

    set(gca,'ydir','reverse');

 

    axes(handles.axes3);

    if kk>=2

    plot([0:kk-2],[dist(2:end)],'-r>',...

    'LineWidth',1,...

    'MarkerSize',6,...

    'MarkerEdgeColor','k',...

    'MarkerFaceColor',[0.9,0.9,0.0]);

    end

    xlim([0,length(files)-1]);

   

    xlabel('time (s)');

    ylabel('晃动指数');

   

   

    x_{kk}   = x;

    y_{kk}   = y;   

 

   

    pause(0.001);

end

 

 

% --- Executes on button press in pushbutton3.

function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)

% hObject    handle to pushbutton3 (see GCBO)

% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB

% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)

parameter;

global dist;%

 

times = [1:length(files)-2]';

data1 = [dist'];

%构建数据组

data   = [times,data1];

[m, n] = size(data);  

data_cell = mat2cell(data, ones(m,1), ones(n,1));

 

title  = {'Frame','Sloshing Index'};                         

 

result = [title;data_cell];                                          

 

NAME   = NAME+1;

%保存到excel中

s      = xlswrite(['Save',num2str(NAME),'.xls'], result); 

msgbox('Save Success');

 

% --- Executes on button press in pushbutton5.

function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles)

% hObject    handle to pushbutton5 (see GCBO)

% eventdata  reserved - to be defined in a future version of MATLAB

% handles    structure with handles and user data (see GUIDATA)

clc;

clear;

close all;

009_055m`

 

4.算法理论概述

4.1 光流的概念

       光流是指在连续图像序列中像素的视差运动。假设场景中的物体是刚体且光照不变,那么相邻两帧之间对应点的灰度值相同。这种假设称为光流约束。

image.png

  image.png

 

       对于单个像素点,上述方程是欠定的。因此,Lucas 和 Kanade 提出了最小化误差的方法来估计光流矢量,即最小化所有像素点的误差平方和。

 

4.2 基于LK光流算法的图像序列晃动程度计算

       对于图像序列中的每一对相邻帧,使用LK算法计算光流场。 #### 2.2 定义晃动程度指标 为了量化图像序列的晃动程度,我们需要定义一个合适的指标。一种常见的做法是计算光流矢量的均方根(RMS)作为晃动程度的度量。 将晃动程度随时间的变化情况可视化展示。

 

      基于Lucas-Kanade光流算法的图像序列晃动程度计算是一种有效的方法,可用于多种应用场景。通过计算图像序列中像素点的光流矢量,并定义合理的晃动程度指标,可以有效地量化图像序列的晃动程度。此外,通过算法优化可以进一步提高计算效率和准确性。