基于光流与熵统计法的花卉生长视频关键帧提取算法
第
28
卷
2012
年
第
1
7
期
9
月
农
业
工
程
学
报
T
ransactions
of
the
Chine
s
e
Society
ofAgricult
u
ral
Engi
n
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r
ing
V
ol
.
28
N
o
.
17
Sep.2012
125
基于光流与熵统计法的花卉生长视频关键帧提取算法
林
※
闫
王
璐高
磊李小婉
北京林业大学工学院北京
100083
摘
要
花卉生长过
程
原
始
视频数据
量大
冗余信
息多
。为了获
得便
于研究人
员使
用的压缩
比高
、数据量
小、
包
含丰富
生
长
细
节信息
、
流
畅
自然、
花
卉
生
长过程
视
频
引入了
关
键
帧
提取方
法
对
原
始视频
进
行
处
理。根
据
花
卉
生
长过程
的
特
点
选择
运
动
检
测相关
算
法
进
行测试
。
对
传
统的帧
间
差
分
法进行
了
仿
真
分析
并
提
出
了一种
新
的
基
于
光流法
及
运
动
方向信
息
熵
统
计的关
键
帧
提
取方法
。
试
验
证明
该
方
法
明显优
于
帧
间
差分法
在
提
取相同
数
量
关
键
帧的情况下能够更完整的表现花卉运动细节。该研究可为花卉生长过程的动态监测提供参考。
关键词
图像
处理熵光流关键帧提取花卉
doi
10.3969/j.issn.1002
-
6819.2012.17.018
中图分类号
TP391
文献标志码
A
文章编号
1002
-
6819(2012)
-
17
-
0125
-
06
王
璐高
林闫
磊等
.
基于光流与熵统计法的花卉生长视频关键帧提取算法
[J].
农业工程学报
2012
28(17)
125
130.
W
a
ng
Lu,
Gao
Lin,
Y
a
n
Lei,
et
al.
Ke
y
-
f
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statistic
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video[J
]
.
T
ransactions
of
the
Chinese
Society
of
Agricultu
r
a
lEn
g
inee
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(
T
r
a
nsactions
of
the
CSAE),
201
2
,
28(
1
7):
125
130.
(in
Chi
n
ese
with
English
abstract)
[8]
研究中极
具
挑战性的
课
题
为
了逼
真的模拟
花
朵
开放的过程
首先需要对真实的花朵开放过程有正
确的认识
。
由于花卉开放过程一般非常缓慢
人眼
无法直接观测
研究人员通常在温室中通过拍摄连
续照片的方法实现
比如
Li
a
ng
H
a
i
y
i
等
[9
]
为了
研
究
百合花花瓣与花托等结构的受力情况
在温室中通
过每分钟
拍
摄照片再
合
成视频的
方
法来呈现
百
合
花开放过程
这样合成的视频短片可以基本满足观
察运动的要求但以上方法还存在一些不足
1
由于花
卉
的开放过程速度不统一传统方
法合成的
视
频附带很
多
冗余信息
且占用时
间
较
长而重要信息因为其运动较快易被快速掠过。
2
视频较
大
不利于存储和无线传输。
为解
决以
上问题
本文拟应用提取花卉生长关
键帧序列的方法来呈现花卉快速生长过程
。
关键帧
是具有代表意义的重要图像帧在视频监控领域
它是表征
视
频中观测
目
标重要运
动
变化信息
的
关
键图像帧
[10
]
。
目前在计算机视觉
、
图像处理领域已
经
提出
了
很多
基
于运
动
分析
的
关键
帧
提取
算
法
如帧
间
差分
法
背
景
减法
光流
法
以及
一
些改
进
算
法
[1
1
]
帧间差分
法
与背景减
法
适用于固
定
摄像机的
情
况
下
算法易于实现
但对场景变化比较敏感
精确
0
引
言
植物形态学的目的在于描述植物形态研究其
规律性
为植物生长建模与仿真提供依据
利用计
算机视觉
及
图像处理
技
术来分析
植
物形态已
经
成
为一个热
门
的研究课题
[1
]
如
李
灿
灿
等
[2
]
提出
改
进
的
Sobel
算
子和色调信息相结合的叶脉提取算法
能更准确地提取叶脉信息
Ticay
-
R
i
v
as
等
[
3
]
基于几
何学
、
傅里叶算子及色彩特征使用复拉伸法对花粉
进行了分
类
毕昆等
[
4
]
对
小麦图像
进
行形态学
运
算
及特征提取
设计了神经网络分类器
提高了识别
准确性。
以
上研究都
是
针对于植
物
的静态形
态
特
征
而植物的生长是一个动态的过程
这个动态连
续的过程
更
真实的揭
示
各种形态
结
构的发生
和
发
育
[5]
国
内
外
也有一些
学
者对植物
的
动态生长
过
程
进行
了
研
究
Sak
a
m
o
toT
[6
]
使
用
作
物
的昼
夜
影
像
测
量作物形
态
的季节性
变
化马雅
昱
等
[7]
对菊
花等时
间间隔定时拍摄
将得到的图片进行分析
得到了
菊花白天生长率大于夜晚生长率的规律。
花卉植物形态和生长可视化仿真是虚拟植物
收稿日期
2012
-
03
-
2
7
修订日
期
2
012
-
08
-
14
基金项目北京市自然科学基金资助项目
6
1
2
3
0
3
5
作者简介
王
璐
1
9
8
7
女
新疆伊犁人主
要
研究方向无损
检测与图像处理。北京
北京林业大
学工学院
1
0
0
0
8
3
。
E
ma
il:
luluw
a
ng
1
1
1
9@1
6
3.
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o
m
※通信作者
*
*
1
9
5
8
副
教授博士。主
要
研究方向林业
与园林机械自动化。北京
北京林业大学工学院
1
0
0
0
83
。
E
ma
il:
g
a
oli
n
0
2
1
5
@163.
c
o
m
[12]
[
13]
度差
W.
Wolf
等
提出了光流分析算法
光流
属于较高层次的视觉表达
不需要预知场景的任何
信息且可获得完整的运动信息缺点是计算量大
近几年研究人员多提出改进的
、
混合的算法来满足
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