Analysis of image processing algorithms based on the optical flow method

Abstract

В данной работе решается задача вычисления поля скоростей в цифровой обработке последовательности изображений. Рассматриваются два классических метода, а также комбинация локального и глобального методов. Последний совмещает в себе подходы обоих техник вычисления. В таком случае оптический поток является плотным, но при этом менее подвержен влиянию шумов, благодаря введению сглаживающего члена уравнения. Учитывая описанные преимущества, последний метод используется для нахождения векторного поля в последовательности радионуклидных изображений. Применение методов оптического потока в области радионуклидных исследований является актуальным, поскольку они позволяют выполнять автоматическую коррекцию движения, так как даже небольшое смещение человека или исследуемого органа во время сбора данных может повлиять на правильность результатов. Полностью избежать движения невозможно, поскольку проведение исследования некоторых органов может занимать довольно много времени. В результате проделанной работы предложены алгоритмы обработки изображений с использованием пирамиды изображений; разработана программа и проведены тесты на различных изображениях, в том числе радионуклидных.

In this paper, we solve the problem of estimating the velocity field in the digital processing of an image sequence. Two classical methods are considered, as well as a combination of local and global methods. The latter combines the approaches of both techniques. In this case, the optical flow is dense, but less sensitive to noise due to the introduction of a smoothing term of the equation. Taking into account the described advantages, the latter method is used to compute a vector field in a sequence of radionuclide images. The application of optical flow methods in radionuclide studies is relevant because they allow automatic correction of a movement since even a small displacement of a person or an organ under investigation during data collection can affect the correctness of the results. It is impossible to completely avoid a movement since the study of some organs can take quite a lot of time. As a result of the work done, image processing algorithms using the image pyramid are proposed; a program was developed and tests were conducted on various images, including radionuclide ones.