オプティカルフローとは

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要約

概要

オプティカルフロー(Optical Flow)とは、二枚以上の画像を用いてその画像内で共通して写っている部分などをヒントに写っている部分の動作の推定や全体の動きを推定してベクトルにしたものです.二次元ベクトルに限らず三次元ベクトルの推定も行われます.
ー 条件 ー
  • 複数枚の対応のとれる画像
  • 明るさが変わらずに微小に領域が移動していると仮定
  • また時間的にも微小な時間では変わらない
ー 効果 ー
  • 物体の移動方向や画像全体の移動方向を推定
  • ロボットの物体追跡やドローンの位置制御推定などに用いられます
  • ソフトウェア実装を主に紹介しますが、センサにしたOptical Flow Sensorも売られている
ーポイントー
  • 全探索はコストがかかりすぎるため、それに変わる効率のよい方法が研究された
  • 最新ではDeepLearningによる方法もある

解  説

オプティカルフロー(Optical Flow)とは、二枚以上の画像を用いてその画像内で共通して写っている部分などをヒントに写っている部分の動作の推定や全体の動きを推定してベクトルにしたものです. もっとも有名な手法はLucas-Kanade法(LK法)です.他にも様々な手法が提案されており、最新ではDeepLeariningによる推定によって行うものもあります. ソフトウェアによる実装が主ですが、よりリアルタイム性を追求するためにそれらをハードウェア実装したものも販売されています. 二次元ベクトルに限らず三次元ベクトルの推定も行われます.
オプティカルフローについて
オプティカルフローの可視化. 特徴的な点を追跡しています.
オプティカルフローを実現するには複数の方法があります. ・phase correlationによるずれ推定 : ノイズに強いが、変形に弱い ・サーチベースの全探索 : 精度は当然悪くありませんが、計算量が大きくなりがち ・濃度勾配、時間勾配による算出 もっとも有名なLK法は、この分類になります.
オプティカルフローを実現する複数の手法
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