MATLAB实现基于Lucas-Kanade光流算法的运动场检测系统

资 源 简 介

该系统利用MATLAB实现的Lucas-Kanade光流算法，从视频序列中高效提取像素级运动信息。支持多尺度处理，能够可视化物体运动方向与强度，适用于动态场景分析。

详 情 说 明

基于Lucas-Kanade算法的视频光流运动场检测系统

项目介绍

本项目是一个视频运动分析系统，采用经典的Lucas-Kanade光流算法，从连续视频帧序列中提取像素级的运动信息。系统能够处理各种常见格式的视频文件和图像序列，通过计算相邻帧之间的光流场，精确可视化展示物体的运动方向和强度。该系统集成了多尺度金字塔处理技术，有效提升对大位移运动的检测精度，并提供全面的运动分析和可视化功能。

功能特性

• 高精度光流计算: 基于Lucas-Kanade局部光流算法，实现精准的像素级运动检测
• 多尺度处理能力: 采用图像金字塔技术，有效处理大位移运动场景
• 多种输入格式支持:

- 视频文件：AVI、MP4、MOV等常见格式 - 图像序列：PNG、JPG格式的连续帧 - 单帧输入：支持连续两帧图像的快速光流计算

• 丰富的输出结果:

- 光流场数据矩阵（H×W×2双精度矩阵） - RGB彩色编码可视化图像（色调表方向，饱和度表强度） - 运动统计报告（平均速度、主要方向等） - 运动向量场示意图（叠加在原图上的箭头展示）

使用方法

1. 准备输入数据: 确保视频文件或图像序列符合要求（帧率≥15fps，分辨率240p-1080p）
2. 运行系统: 执行主程序文件，根据需要调整参数设置
3. 选择处理模式: 支持视频文件处理、图像序列分析或双帧快速计算
4. 查看结果: 系统将生成光流数据文件、可视化图像和统计报告
5. 分析运动模式: 通过向量场图和统计信息深入理解视频中的运动特性

系统要求

• 操作系统: Windows/Linux/macOS
• 运行环境: MATLAB R2018b或更高版本
• 内存建议: 至少4GB RAM（处理高清视频建议8GB以上）
• 存储空间: 保证足够的磁盘空间用于输出文件存储

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，实现了从数据输入到结果输出的完整功能链。具体包含视频文件读取与帧提取、图像预处理与金字塔构建、光流场计算的核心算法执行、运动向量的可视化渲染以及统计分析报告的生成。该文件作为系统的主要入口，协调各功能模块的协同工作，确保数据处理流程的高效执行。