Što je optički tok?

Optički tok opisuje kompjuterizirano praćenje pokretnih objekata analizom razlika sadržaja između video okvira. U videu, i objekt i promatrač mogu biti u pokretu; računalo može locirati znakove koji označavaju granice, rubove i regije pojedinačnih fotografija. Otkrivanje njihovog napredovanja omogućuje računalu da prati objekt kroz vrijeme i prostor. Tehnologija se koristi u industriji i istraživanju, uključujući rad bespilotnih letjelica (UAV) i sigurnosnih sustava.

Dvije primarne metode generiraju ovu računalnu viziju: detekciju pokreta temeljeno na gradijentu i na značajkama. Optički tok temeljen na gradijentu mjeri promjene u intenzitetu slike kroz prostor i vrijeme. Skenira ravninu polja gustog toka. Tokovi temeljeni na značajkama prekrivaju rubove objekata unutar okvira kako bi označili napredak.

Ova tehnika nalikuje stabilizaciji slike kamkordera, dopuštajući da se izračunato vidno polje zaključa u kadar unatoč podrhtavanju fotoaparata. Algoritmi optičkog toka izračunavaju podudaranja između slika u nizu. Računalo dijeli svaku sliku na kvadratne mreže. Preklapanje dviju slika omogućuje usporedbe kako bi se pronašla najbolja podudaranja kvadrata. Kada računalo locira šibicu, povlači liniju između točaka razlike, koje se ponekad nazivaju iglama.

Algoritmi rade sustavno od grubih do finih razlučivosti. To omogućuje praćenje kretanja između slika s razlikama u razlučivosti. Računalo ne prepoznaje objekte, već samo otkriva i prati one karakteristike objekata koje se mogu usporediti između okvira.

Računalni vektori optičkog toka mogu detektirati i pratiti objekte te također izdvojiti dominantnu ravninu slike. To može pomoći u robotskoj navigaciji i vizualnoj odometriji ili orijentaciji i položaju robota. On bilježi ne samo objekte već i okolno okruženje u tri dimenzije i daje robotima realističniju prostornu svijest. Vektori izračunati u ravnini omogućuju procesoru da zaključi i odgovori na pokrete izvučene iz okvira.

Neke slabosti tehnike optičkog protoka uključuju gubitak podataka koji je rezultat kvadrata koje računalo ne može usporediti između slika. Ova područja bez premca ostaju prazna i stvaraju ravne praznine, smanjujući točnost. Jasni rubovi ili stabilni elementi poput kutova doprinose analizi protoka.
Detaljni čimbenici mogu biti prikriveni ako je promatrač također u pokretu, jer ne može razlikovati određene elemente od kadra do kadra. Analiza dijeli kretanje na prividni globalni tok i lokalizirano kretanje objekta ili egomociju. Prostorno-vremenske promjene u rubovima ili intenzitetu slike gube se u kretanju kamere i globalnom toku pokretnog okoliša. Analiza je poboljšana ako računalo može eliminirati učinak globalnog toka.