基于光流的图像分割

Posted 2023-02-21

【中文标题】基于光流的图像分割

【英文标题】：Image segmentation based on optical flow

【发布时间】：2016-03-08 09:37:53

【问题描述】：

我正在使用 c++、OpenCV 库，在我的软件中，我估计了视频中的光流。现在，我想对一些移动的对象进行分组，例如移动汽车。我使用了密集光流算法（Farneback）。

到目前为止，我的第一个想法是使用“k 均值”算法进行聚类。

我曾想过使用 Farneback 光流的结果来计算帧在每个方向上的位移，如下所示：

例如：

令 Dx 为 x 方向的位移（正或负），Dy 为 y 方向的位移（正或负）。

然后我将数组 [Dx,Dy] 作为输入传递给具有 k=2 个簇的 k 均值。我希望这会给一个粗略的背景/前景减法。

但是我在计算位移时遇到了问题，因为 calcOpticalFlowFarneback 的输出是 InputOutputArray 流。我应该使用类似的函数访问这个数组吗？ ：

findDisplacements(const Mat& flow, int step) 
const Point2f& Dx,Dy;
const Point2f& fxy = flow.at<Point2f>(y, x);
Dx=Point(cvRound(x+fxy.x))-Point(x,y);
Dy=Point(cvRound(y+fxy.y))-Point(y,x);

【问题讨论】：

到目前为止你尝试过什么？

我已经使用了 kmeans，我猜它可以工作并返回一个数组 bestLabels。但是我还没有设法将结果显示为图像。我还在使用同样有效的背景减法处理另一个代码。我应该把它们结合起来吗？或者先使用背景减法，然后 k 表示稍后？

你用的什么密集光流算法？

这里光流有什么价值？你试图通过方向/速度来区分物体？如果你知道k，那可能是的。但是，您应该知道标签对应于哪个运动矢量（我猜您是按扫描线顺序形成的）。

@mainactual 我的目标是按方向区分对象。我猜 k 的值取决于我的选择。您能否在括号中进一步解释您关于扫描线顺序的最后评论？这是什么意思？

【参考方案1】：

将运动向量用作特征进行聚类的一个小例子：

cv::Mat img0 = cv::imread("test0.png");    // Image at time t-1
cv::Mat img1 = cv::imread("test1.png");    // Image at time t
cv::Mat flow;
//estimate Optical Flow
cv::calcOpticalFlowFarneback(img0, img1, flow, 0.5, 3, 21, 20, 5, 1.1);
std::vector<cv::Point2f> samples(flow.rows * flow.cols);
// arange sample vector
int n = 0;
for( int r = 0; r < flow.rows; r++) 
  for( int c = 0; c < flow.cols; c++)
    samples[n++] = flow.at<cv::Point2f>(r,c);

cv::kmeans(samples, ...

【参考方案2】：

您可以使用运动历史。

updateMotionHistory(silh, mhi, timestamp, MHI_DURATION);
calcMotionGradient(mhi, mask, orient, MAX_TIME_DELTA, MIN_TIME_DELTA, 3);
segmentMotion(mhi, segmask, regions, timestamp, MAX_TIME_DELTA);