流体运动估计光流算法研究综述

对流体图像序列进行运动分析一直是流体力学、医学和计算机视觉等领域的重要研究课题。从图像对中提取的密集精确的速度矢量场能够为许多领域提供有价值的信息，基于光流法的流体运动估计技术因其独特的优势成为一个有前途的方向。光流法可以获得具有较高分辨率的密集速度矢量场，在小尺度精细结构的测量上有所改进，弥补了基于相关分析法的粒子图像测速技术的不足。此外，光流方法还可以方便的引入各种物理约束，获得较为符合流体运动特性的运动估计结果。为了全面反映基于光流法的流体运动估计算法的研究进展，本文在广泛调研相关文献的基础上，对国内外具有代表性的论文进行了系统阐述。首先介绍了光流法的基本原理，然后将现有算法按照要解决的突出问题进行分类：结合流体力学知识的能量最小化函数，提高对光照变化的鲁棒性，大位移估计和消除异常值。对每类方法，从问题解决过程的角度予以介绍，分析了各类突出问题中现有算法的特点和局限性。最后，总结分析了流体运动估计技术当前面临的问题和挑战，并对未来基于光流法的运动估计算法的研究方向和研究重点进行了展望。

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