基于MATLAB的像素级光流法图像运动估计系统

资 源 简 介

该系统基于传统光流法算法，从连续图像序列中分析像素亮度变化，高精度地估计物体运动方向和速度。MATLAB实现可生成像素级运动矢量场和可视化图像，适用于运动分析和计算机视觉领域。

详 情 说 明

基于像素级光流法的图像运动估计系统

项目介绍

本项目实现了一个基于经典光流法的图像运动估计系统。系统通过分析连续图像序列中像素亮度变化，构建光流约束方程，采用优化算法逐像素计算运动矢量，生成完整的运动场分布。该系统为视频稳定、运动目标检测与跟踪等计算机视觉任务提供基础运动信息支持。

功能特性

• 精确运动估计：采用亮度恒定假设和光流约束方程，实现对物体运动方向与速度的像素级估计
• 高效算法实现：结合Lucas-Kanade局部光流算法与金字塔分层计算技术，兼顾计算效率与精度
• 多参数可配置：支持金字塔层数、计算窗口大小、最大迭代次数等关键参数灵活调整
• 丰富输出结果：提供运动矢量场数据、可视化矢量图及运动统计报告等多种输出形式

使用方法

输入要求

• 图像序列：至少2帧连续的灰度图像（M×N二维矩阵）
• 图像格式：uint8类型的二维数组
• 可选参数：金字塔层数、窗口尺寸、迭代次数等算法参数

输出结果

1. 运动矢量场：尺寸为M×N×2的二维矩阵

- 第一通道：x方向运动分量 - 第二通道：y方向运动分量

1. 可视化结果：带有运动箭头标注的矢量场图
2. 分析报告：包含平均运动速度、主要运动方向等统计信息

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• Image Processing Toolbox
• 内存：建议4GB以上（根据图像尺寸调整）

文件说明

主程序文件封装了系统的核心处理流程，主要承担以下功能：图像数据的读取与预处理，调用金字塔结构生成模块构建图像多层表示，执行分层光流计算以估算稠密运动场，实现运动矢量结果的可视化展示，并输出包含关键统计量的分析报告。该文件整合了算法各阶段模块，确保从输入到输出的完整处理链路。