專(zhuān)利名稱：：用于運(yùn)動(dòng)分析的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及成像在視頻圖像幀的流中的物體的運(yùn)動(dòng)矢量的高效計(jì)算。技術(shù)背景通常用專(zhuān)用硬件，或者用需要強(qiáng)化處理的軟件來(lái)執(zhí)行成像在視頻圖像幀的流中的物體的運(yùn)動(dòng)矢量的實(shí)時(shí)計(jì)算?，F(xiàn)有技術(shù)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì)很大程度上專(zhuān)門(mén)用于特定應(yīng)用的硬件，這些特定應(yīng)用例如流體度量和目標(biāo)跟蹤。這些應(yīng)用通常需要昂貴的設(shè)備或精確的估計(jì)。當(dāng)前沒(méi)有產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了光流概念的"輕型"實(shí)時(shí)實(shí)施。使用相連的相機(jī)和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)以便提供交互式游戲的系統(tǒng)例如是SonyPlaystation。Sony產(chǎn)品稱為EyeToy，在名稱EyeToy上的其它變化例如EyeToy:Play2?？梢栽谌f(wàn)維網(wǎng)(WorldWideWeb)的www.us.playstation.com/pressreleases.aspxid=283上矛戈至U對(duì)SonyEyeToyTM的實(shí)例參考文件。以下參考也被認(rèn)為是代表了現(xiàn)有技術(shù)Iu等人的美國(guó)專(zhuān)利6,658,059;Griessl等人的美國(guó)專(zhuān)利6,370,196;Konolige的美國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)2005/0100207;SRIItemational的PCT公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)WO98/03021;DynapelSystemsInc.的PCT公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)WO01/96982;QueenMary&WestfieldCollege的PCT公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)WO05/006762;SonyCorporation的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)No.EP0557007;禾口GMD-ForschungszentrumInformationstechnikGmbh的歐洲專(zhuān)利EP0966727。上述全部參考文件的公開(kāi)內(nèi)容及本說(shuō)明書(shū)的全文，以及在這些參考文件中提及的全部參考文件的公開(kāi)內(nèi)容由此合并于此作為參考
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明設(shè)法提供一種改進(jìn)的系統(tǒng)和方法，用于實(shí)時(shí)確定成像在視頻圖像幀的流中的物體的運(yùn)動(dòng)矢量。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明使應(yīng)用程序以高效計(jì)算方式來(lái)確定物體的運(yùn)動(dòng)矢量。為了實(shí)時(shí)的執(zhí)行計(jì)算，在相對(duì)弱的CPU型機(jī)頂盒上利用了光學(xué)原理、模式匹配和物體運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)情況之間的結(jié)合。通過(guò)以原始方式結(jié)合不同的計(jì)算方法、收斂于實(shí)時(shí)執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)矢量的估計(jì)值，在低成本硬件上，例如具有標(biāo)準(zhǔn)處理器的機(jī)頂盒上，簡(jiǎn)化了運(yùn)動(dòng)矢量的確定。研發(fā)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，用于在命名為"PILOTIME"的機(jī)頂盒上運(yùn)行。可以從法國(guó)的THOMSON,46quaiAlphonseLeGallo,92100Boulogne-Billancourt商業(yè)購(gòu)買(mǎi)到該"PILOTIME"機(jī)頂盒。在PILOTIME機(jī)頂盒上的實(shí)現(xiàn)展示了在相對(duì)常用、相對(duì)便宜的設(shè)備上的光流概念的實(shí)時(shí)實(shí)施。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，按如下確定運(yùn)動(dòng)矢量首先，選擇在第一圖像幀中的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域優(yōu)選地包括運(yùn)動(dòng)的物體。將該區(qū)域再分為塊，其在此稱為幀要素(frameelement)。所述幀要素包括具有相關(guān)像素值的多個(gè)像素。在每一個(gè)幀要素中，優(yōu)選地相對(duì)于每一個(gè)幀要素來(lái)歸一化像素值，以避免在第一圖像幀中的亮度變化影響。注意到，為第一圖像中的每一個(gè)幀要素分別確定運(yùn)動(dòng)矢量。為描繪運(yùn)動(dòng)物體的幀要素確定的運(yùn)動(dòng)矢量?jī)?yōu)選地會(huì)基本上等于物體的運(yùn)動(dòng)矢量，而沒(méi)有描繪運(yùn)動(dòng)物體的幀要素優(yōu)選地會(huì)具有背景的運(yùn)動(dòng)矢量。其次，通常在每一個(gè)歸一化幀要素中選擇一個(gè)或多個(gè)參考像素。第三，為每一個(gè)參考像素計(jì)算光流，產(chǎn)生光流線和與光流線有關(guān)的誤差范圍。光流線和誤差范圍定義了一區(qū)域。第四，第一圖像幀的每一個(gè)歸一化幀要素都執(zhí)行模式匹配步驟，模式匹配是在第一圖像幀的歸一化幀要素與第二(通常是之后緊接著的)圖像幀的歸一化測(cè)試幀要素之間進(jìn)行的。優(yōu)選地，將歸一化測(cè)試幀要素相對(duì)于第一圖像幀的歸一化幀要素的位移限制為在上述的區(qū)域內(nèi)。模式匹配的結(jié)果是模式匹配得分和位移矢量，它們與測(cè)試幀要素的相應(yīng)位移相關(guān)聯(lián)。選擇最低模式匹配得分，其與具有最佳配合的位移相對(duì)應(yīng)，使用該相應(yīng)的位移矢量來(lái)計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)矢量，從而確定運(yùn)動(dòng)矢量。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明通常使用對(duì)二次方程的逼近，以便簡(jiǎn)化計(jì)算。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的典型用途是實(shí)時(shí)估計(jì)在由連接到機(jī)頂盒的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)生的景象中的物體的運(yùn)動(dòng)矢量，例如但不限于增強(qiáng)交互式游戲應(yīng)用程序，諸如Pong-Classic和Arkanoid之類(lèi)的游戲。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例能夠用低成本的硬件為有關(guān)運(yùn)動(dòng)的、娛樂(lè)性教育和健康的游戲應(yīng)用實(shí)現(xiàn)以高端特征來(lái)豐富用戶-STB交互。在本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)全文中交替使用了所有語(yǔ)法形式的術(shù)語(yǔ)"圖像"和"數(shù)字圖像"及其相應(yīng)的語(yǔ)法形式。由此，提供了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)確定在視頻圖像幀的流中的圖像幀內(nèi)的幀要素的運(yùn)動(dòng)矢量，所述流至少包括第一圖像幀和第二圖像幀，所述系統(tǒng)包括多個(gè)可操作地相連的元件，包括:圖像流接收器，其接收所述圖像幀的流；圖像分解器，其將每一個(gè)所述圖像幀分解為多個(gè)幀要素，每一個(gè)所述幀要素都包括多個(gè)像素和多個(gè)相關(guān)的像素值；圖像歸一化器，其歸一化每一個(gè)所述圖像幀的幀要素中的像素值，從而產(chǎn)生多個(gè)歸一化幀要素，所述歸一化幀要素具有多個(gè)相關(guān)的歸一化像素值；圖像處理器，其將圖像處理濾波器應(yīng)用于所述第一圖像幀中的一個(gè)歸一化幀要素，產(chǎn)生經(jīng)濾波的幀要素，所述經(jīng)濾波的幀要素具有多個(gè)相關(guān)的經(jīng)濾波的像素值；像素選擇器，其從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第一參考像素，以使得該第一參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的最高值；光流模塊，其基于在所述第一參考像素的位置上應(yīng)用的光流方程，來(lái)確定第一光流；模式匹配模塊，其在以下所述第一圖像幀的所述一個(gè)歸一化幀要素與所述第二圖像幀的作為測(cè)試幀要素的歸一化幀要素中的歸一化像素值之間執(zhí)行模式匹配，產(chǎn)生多個(gè)模式匹配得分，每一個(gè)所述測(cè)試幀要素都具有一個(gè)所述模式匹配得分，其中，執(zhí)行所述模式匹配，以使得對(duì)于每一個(gè)所述測(cè)試幀要素，在所述一個(gè)歸一化幀要素的位置與所述一個(gè)測(cè)試幀要素的位置之間的位移矢量受限于一區(qū)域，該區(qū)域至少部分地基于所述第一光流；以及運(yùn)動(dòng)矢量確定器，其至少部分地基于與所述測(cè)試幀要素之中具有所述模式匹配得分中最低得分的測(cè)試幀要素相關(guān)的位移矢量，來(lái)確定運(yùn)動(dòng)矢量。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述視頻圖像幀的流是彩色圖像幀的流，且對(duì)于每一個(gè)所述像素，相關(guān)的一個(gè)所述像素值是與所述一個(gè)像素相關(guān)的亮度分量的值。再此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述圖像處理濾波器是對(duì)比度增強(qiáng)濾波器。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述對(duì)比度增強(qiáng)濾波器是Sobel濾波器。而且，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述模式匹配模塊基于在所述一個(gè)歸一化幀要素的歸一化像素值與所述一個(gè)測(cè)試幀要素的相應(yīng)歸一化像素值之間的差值的絕對(duì)值之和，來(lái)計(jì)算所述模式匹配得分。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述模式匹配模塊將所述區(qū)域定義為由第一線和第二線來(lái)限定，以便所述第一線與所述第二線在一交點(diǎn)相交；第三線平分在所述第一線與所述第二線之間的角；所述第三線的方向至少部分地基于所述第一光流的方向；并且所述第三線和所述第一線包夾著角度e。再此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述模式匹配模塊獨(dú)立于所述第一光流來(lái)確定所述角度e。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述像素選擇器進(jìn)一步從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第二參考像素；所述光流模塊進(jìn)一步基于在所述第二參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程來(lái)確定第二光流；并且所述模式匹配模塊用于執(zhí)行一致性檢査，該一致性檢査包括檢査在所述第二光流與所述第三線之間的角度差小于或等于所述角度e。而且，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述像素選擇器進(jìn)一步從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第二參考像素，以使得所述第二參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的第二最高值，并且其中，所述光流模塊進(jìn)一步基于在所述第二參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程來(lái)確定第二光流。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述模式匹配模塊基于在所述第一光流與所述第二光流之間的角度差來(lái)確定所述角度e。再此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述像素選擇器進(jìn)一步從所述經(jīng)濾波的幀要素之中選擇第三參考像素，以使得所述第三參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的第三最高值，并且其中，所述光流模塊進(jìn)一步基于在所述第三參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程來(lái)確定第三光流。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述模式匹配模塊至少部分地基于在確定所述第一圖像幀的先前的歸一化幀要素的運(yùn)動(dòng)矢量時(shí)使用的角e的值，來(lái)確定所述角度e。而且，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述模式匹配模塊用于執(zhí)行一致性檢查，該一致性檢查包括檢查在所述第三光流與所述第一光流之間的角度差小于或等于所述角度e。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述模式匹配模塊限制所述區(qū)域，以使得在所述交點(diǎn)與所述區(qū)域內(nèi)的任何位置之間的距離都小于一最大值。再此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述最大值是圖像幀的最小尺度的四分之一。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，包括通過(guò)將最大物理速度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的位移來(lái)確定所述最大值，所述轉(zhuǎn)換至少部分地基于所述視頻圖像幀的流的幀速率和至少一個(gè)光學(xué)特性。而且，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述模式匹配模塊基于所述第一圖像幀的先前的幀要素的最大值和所述第一圖像幀的該先前幀要素的運(yùn)動(dòng)矢量，來(lái)確定所述最大值。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述模式匹配模塊將距離計(jì)算為水平位移的絕對(duì)值與垂直位移的絕對(duì)值之和。再此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，如果所述模式匹配得分中的最低得分大于第一目標(biāo)得分，則所述運(yùn)動(dòng)矢量確定器就確定所述運(yùn)動(dòng)矢量具有0量值。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，一旦產(chǎn)生了小于第二目標(biāo)得分的模式匹配得分，所述模式匹配模塊就停止模式匹配。而且，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述模式匹配模塊將所述第二目標(biāo)得分確定為所述第一圖像幀的所述一個(gè)歸一化幀要素之中的像素值的平均值的5%。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述位移矢量包含開(kāi)頭和結(jié)尾，所述位移矢量的開(kāi)頭在所述交點(diǎn)處，并且所述模式匹配模塊在所述位移矢量的結(jié)尾在所述交點(diǎn)處的情況下執(zhí)行與第一個(gè)所述測(cè)試幀要素的第一模式匹配；并且通過(guò)使所述位移矢量的結(jié)尾掃描通過(guò)所述區(qū)域，來(lái)執(zhí)行與其它測(cè)試幀要素的其它模式匹配。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例還提供了一種方法，用于由處理器實(shí)時(shí)確定在視頻圖像幀的流中的圖像幀內(nèi)的幀要素的運(yùn)動(dòng)矢量，所述流至少包括第一圖像幀和第二圖像幀，該方法包括接收所述圖像幀的流；將每一個(gè)所述圖像幀分解為多個(gè)幀要素，每一個(gè)所述幀要素都包括多個(gè)像素和多個(gè)相關(guān)的像素值；歸一化每一個(gè)所述圖像幀的幀要素中的像素值，從而產(chǎn)生多個(gè)歸一化幀要素，所述歸一化幀要素具有多個(gè)相關(guān)的歸一化像素值;將圖像處理濾波器用于所述第一圖像幀的一個(gè)所述歸一化幀要素，產(chǎn)生經(jīng)濾波的幀要素，所述經(jīng)濾波的幀要素具有多個(gè)相關(guān)的經(jīng)濾波的像素值；從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第一參考像素，以使得該第一參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的最高值；基于在所述第一參考像素的位置上應(yīng)用的光流方程，確定第一光流；在所述第一圖像幀的所述一個(gè)歸一化幀要素與所述第二圖像幀的作為測(cè)試幀要素的歸一化幀要素中的歸一化像素值之間執(zhí)行模式匹配，產(chǎn)生多個(gè)模式匹配得分，每一個(gè)所述測(cè)試幀要素都具有一個(gè)模式匹配得分，其中，執(zhí)行所述模式匹配，以使得對(duì)于每一個(gè)所述測(cè)試幀要素，在所述一個(gè)歸一化幀要素的位置與所述一個(gè)測(cè)試幀要素的位置之間的位移矢量受限于一區(qū)域，該區(qū)域至少部分地基于所述第一光流；并且至少部分地基于與所述測(cè)試幀要素之中具有所述模式匹配得分中最低得分的測(cè)試幀要素相關(guān)的位移矢量，來(lái)確定運(yùn)動(dòng)矢量。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述模式匹配包括基于在所述一個(gè)歸一化幀要素的歸一化像素值與所述一個(gè)測(cè)試幀要素的相應(yīng)歸一化像素值之間的差值的絕對(duì)值之和，來(lái)計(jì)算所述模式匹配得分。再此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述區(qū)域由第一線和第二線來(lái)限定，所述第一線與所述第二線在一交點(diǎn)相交；第三線平分在所述第一線與所述第二線之間的角；所述第三線的方向至少部分地基于所述第一光流的方向；所述第三線和所述第一線包夾著角度e。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，包括從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第二參考像素；基于在所述第二參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程，確定第二光流；并且執(zhí)行一致性檢查，該一致性檢查包括檢查在所述第二光流與所述第三線之間的角度差小于或等于所述角度e。而且，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，包括從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第二參考像素，以使得所述第二參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的第二最高值；基于在所述第二參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程，確定第二光流；從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第三參考像素，以使得所述第三參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的第三最高值；基于在所述第三參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程，確定第三光流；并且執(zhí)行一致性檢查，該一致性檢查包括檢查在所述第三光流與所述第一光流之間的角度差小于或等于所述角度e。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，包括限制所述區(qū)域，以使得在所述交點(diǎn)與所述區(qū)域內(nèi)的任何位置之間的距離都小于一最大值。再此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，包括將所述距離計(jì)算為水平位移的絕對(duì)值與垂直位移的絕對(duì)值之和。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，包括如果所述模式匹配得分的最低得分大于第一目標(biāo)得分，則將所述運(yùn)動(dòng)矢量確定為具有O量值。而且，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，一旦產(chǎn)生小于第二目標(biāo)得分的模式匹配得分，所述模式匹配就停止。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述位移矢量包含開(kāi)頭和結(jié)尾，所述位移矢量的開(kāi)頭在所述交點(diǎn)處，并且在所述位移矢量的結(jié)尾在所述交點(diǎn)處的情況下執(zhí)行與第一個(gè)所述測(cè)試幀要素的第一模式匹配；并且通過(guò)使所述位移矢量的結(jié)尾掃描通過(guò)所述區(qū)域，來(lái)執(zhí)行與其它測(cè)試幀要素的其它模式匹配。由以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明，會(huì)更充分的明白和理解本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)建及操作的系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明；圖2A是描繪運(yùn)動(dòng)物體的圖像的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明；圖2B是描繪圖2A的運(yùn)動(dòng)物體和由圖1的系統(tǒng)確定的該運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)矢量的圖像的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明；圖3是圖1的系統(tǒng)的優(yōu)選操作方法的簡(jiǎn)化流程圖說(shuō)明；圖4是由圖1的系統(tǒng)所選擇的多個(gè)參考像素的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明；圖5是由圖1的系統(tǒng)產(chǎn)生的多個(gè)光流線的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明；圖6是第一圖像幀的歸一化幀要素，第二圖像幀的位移的歸一化測(cè)試幀要素，及對(duì)于由圖1的系統(tǒng)所用的位移的掃描模式的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明；圖7A和7B是在限制圖1的系統(tǒng)所用的掃描模式時(shí)所使用的線的簡(jiǎn)化的圖示說(shuō)明；及圖8A-8C是由圖1的系統(tǒng)執(zhí)行的、在不同位移上的模式匹配的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明。具體實(shí)施方式現(xiàn)在參考圖1，它是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)建及操作的系統(tǒng)10的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明。圖1以典型實(shí)例設(shè)定描繪了系統(tǒng)10。優(yōu)選地在機(jī)頂盒15內(nèi)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)10。機(jī)頂盒15通常可操作地連接到視頻顯示器20，例如但不限于，電視顯示器。機(jī)頂盒15優(yōu)選地可操作地連接到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)25。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到可以將機(jī)頂盒15連接到任何適合的數(shù)字視頻源，例如但不限于，廣播節(jié)目，視頻圖像幀流的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，及記錄的回放。在圖1的實(shí)例中，布置了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)25來(lái)提供拋接運(yùn)動(dòng)物體120的人110的視頻圖像幀的流。系統(tǒng)IO優(yōu)選地包括以下功能模塊圖像流接收器30，優(yōu)選地用于從數(shù)字視頻源接收視頻圖像幀的流；圖像分解器35，通常用于將從圖像流接收器30接收的圖像分解為N個(gè)像素乘以N個(gè)像素的子圖像，也稱為幀要素(frameelement);歸一化器40，通常用于歸一化由圖像分解器35產(chǎn)生的幀要素，如以下參考圖3更詳細(xì)說(shuō)明的；圖像濾波器45，優(yōu)選地用于將圖像處理濾波器應(yīng)用于由歸一化器40產(chǎn)生的歸一化的幀要素，如以下參考圖3更詳細(xì)說(shuō)明的；像素選擇器55，通常用于基于由圖像濾波器45產(chǎn)生的經(jīng)濾波的幀要素選擇作為參考像素或"所關(guān)注的位置"的像素，如以下參考圖3和圖4更詳細(xì)說(shuō)明的；光流模塊60，通常用于為由像素選擇器55選擇的參考像素中的至少一部分像素計(jì)算光流，如以下參考圖3和圖5更詳細(xì)說(shuō)明的；模式匹配模塊62，優(yōu)選地用于在第一圖像幀的歸一化的幀要素與第二圖像幀的歸一化的測(cè)試幀要素之間執(zhí)行模式匹配，產(chǎn)生模式匹配得分，如以下參考圖3、6、7A-7B和8A-8C更詳細(xì)說(shuō)明的；及運(yùn)動(dòng)矢量確定器65，通常用于基于來(lái)自模式匹配模塊62的模式匹配得分來(lái)確定運(yùn)動(dòng)矢量?，F(xiàn)在參考圖2A和2B。圖2A是描繪運(yùn)動(dòng)物體120的圖像幀200的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明。圖2B是圖2A的描繪運(yùn)動(dòng)物體120及由圖1的系統(tǒng)10確定的運(yùn)動(dòng)物體120的運(yùn)動(dòng)矢量240的圖像230簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明。圖2A示出了視頻圖像幀的流的第一圖像幀200，在該視頻圖像幀的流中，人IIO正拋接物體120。圖2B示出了第二圖像幀230，其來(lái)自該視頻圖像幀的流中稍后的位置，優(yōu)選地是緊接著的下一個(gè)圖像。在圖2B中物體120的位置己經(jīng)相對(duì)于圖2A中物體120的位置移動(dòng)了。運(yùn)動(dòng)矢量240通過(guò)示出物體120由圖像200中物體120的位置到圖像230中物體120的位置的位移來(lái)指明物體120的運(yùn)動(dòng)。為了確定成像在視頻圖像幀的流中的物體120的運(yùn)動(dòng)矢量240，優(yōu)選地執(zhí)行以下步驟。將視頻圖像幀的流提供給圖1的系統(tǒng)10。現(xiàn)在參考圖3，它是圖1的系統(tǒng)10的優(yōu)選操作方法的簡(jiǎn)化流程圖說(shuō)明。同樣參考圖1。優(yōu)選地由圖像流接收器30接收視頻圖像幀的流，該流至少包括第一圖像幀200(圖2A)和第二圖像幀230(圖2B)。由圖像流接收器30選擇(步驟300)第一圖像幀200和第二圖像幀230，第二圖像幀230優(yōu)選地緊接著第一圖像幀200之后。分解器35優(yōu)選地將第一圖像幀200和第二圖像幀230分解為N個(gè)像素乘以N個(gè)像素大小的幀要素(步驟305)。分解器35優(yōu)選地僅分解第一圖像幀200和第二圖像幀230內(nèi)的所關(guān)注區(qū)域，以便在局部圖像就足夠的情況下，不對(duì)整個(gè)圖像執(zhí)行不必要的處理。所述所關(guān)注區(qū)域通常是專(zhuān)用的。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，對(duì)于Pong-Classic游戲而言，系統(tǒng)10通常僅搜索靠近第一圖像幀200和第二圖像幀230的兩個(gè)對(duì)邊的運(yùn)動(dòng)，從而使在兩個(gè)對(duì)邊附近分解第一圖像幀200和第二圖像幀230成為必要的。圖像的每一個(gè)幀要素都由NXN方陣來(lái)定義。例如，將第p個(gè)幀要素定義為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>(方程l)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>其中/^是在幀要素坐標(biāo)(x,y)上、圖像的單個(gè)像素的值。以下說(shuō)明像素的值?，F(xiàn)在，第一圖像幀200的每一個(gè)幀要素與第二圖像幀230的每一個(gè)要素通常都是獨(dú)立于其它幀要素來(lái)處理的(步驟310)。優(yōu)選地，執(zhí)行歸一化以避免在圖像中的亮度變化影響，例如但不限于，陰影、照明和/或噪聲。通過(guò)將每一個(gè)像素值除以指定給正被處理的幀要素的歸一化因子，來(lái)產(chǎn)生歸一化的幀要素(步驟320)。優(yōu)選地，由以下的方程2定義第pAd的歸一化因子lA^l:1<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>(方程2)如本領(lǐng)域公知的，對(duì)于灰度圖像，在從黑到白的范圍內(nèi)，單個(gè)像素的像素值通常是單一的亮度值。對(duì)于彩色圖像而言，每一個(gè)像素通常包括三個(gè)一組的值。在不限制前述的普遍性的情況下，這三個(gè)值通常用各種顏色空間，諸如例如紅、綠、藍(lán)(RGB)顏色空間；以及色調(diào)、亮度、飽和度顏色空間，定義了像素的顏色和其他像素特性。對(duì)于彩色圖像而言，如果需要，優(yōu)選地將彩色像素的這三個(gè)值變換到包含亮度的顏色空間中。隨后將亮度值用作所述像素值。優(yōu)選地，分別為圖像200中的每一個(gè)幀要素確定物體的運(yùn)動(dòng)矢量(步驟325)。在物體大于幀要素的情況下，通常將物體與多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量相關(guān)聯(lián)，優(yōu)選地將每一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量唯一性地與某個(gè)幀要素相關(guān)聯(lián)。在物體小于幀要素的情況下，通常只有一個(gè)幀要素產(chǎn)生與物體的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量，而其它幀要素通常不產(chǎn)生物體的任何顯著運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)矢量，或者產(chǎn)生與其它物體的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量。幀要素的尺寸通常是專(zhuān)用的，通常取決于以下的一個(gè)或多個(gè)因素?cái)?shù)字視頻源的分辨率，物體的大小和圖像幀的尺寸。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，對(duì)于VGA幀(640像素X480像素)，每一個(gè)幀要素的尺寸都是8個(gè)像素X8個(gè)像素，對(duì)于高清晰TV(HDTV)，每一個(gè)幀要素的尺寸都是16個(gè)像素X16個(gè)像素。在規(guī)一化之后，通常將對(duì)比度增強(qiáng)濾波器，優(yōu)選地是Sobel濾波器，應(yīng)用于第一圖像幀200的每一個(gè)歸一化幀要素(步驟330)，產(chǎn)生第一圖像幀200的濾波的歸一化幀要素。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到可以使用任何適合的對(duì)比度增強(qiáng)濾波器，例如但不限于，高通濾波器和偏差濾波器(deviationfilter)。用以下方程來(lái)確定歸一化幀要素p的第p個(gè)經(jīng)濾波的歸一化幀要素Sp:在此，運(yùn)算對(duì)象7Vom2a/iz^ffi/ewe"^和F,。^分別是圖像的第p個(gè)歸一化幀要素和Sobel濾波器，*運(yùn)算符號(hào)表明將濾波器用于幀要素的操作，如本領(lǐng)域公知的。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中所使用的Sobel濾波器是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>(方程3)，方禾呈3和方程4進(jìn)一步的擴(kuò)展提供了:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>(方程5)在此，/丫:c，W是在第一圖像幀200的歸一化幀要素中、坐標(biāo)(x，y)上的像素的歸一化值。在第一圖像幀200的每一個(gè)經(jīng)濾波的歸一化幀要素內(nèi)，優(yōu)選地選擇經(jīng)濾波的像素值的局部極大值的位置(步驟335)，產(chǎn)生所選像素的位置，稱為"參考像素"。現(xiàn)在參考圖4更詳細(xì)的說(shuō)明圖3的步驟335?，F(xiàn)在參考圖4，它是由圖1的系統(tǒng)10選擇的多個(gè)參考像素420的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明。圖4示出了圖2A的第一圖像幀200，及在第一圖像幀200內(nèi)的幀要素410。幀要素410被描繪為具有8個(gè)像素X8個(gè)像素的尺寸。在幀要素410內(nèi)，示出了幾個(gè)參考像素420。參考像素420位于包括經(jīng)濾波的歸一化像素值的局部極大值的像素的位置上。參考像素420通常位于幀要素410中高對(duì)比度的位置。像素選擇器55(圖1)優(yōu)選地選擇三個(gè)參考像素420，這三個(gè)參考像素具有該經(jīng)濾波的歸一化幀要素的三個(gè)最高像素值。然而，根據(jù)本發(fā)明的可選優(yōu)選實(shí)施例，可以使用一個(gè)或多個(gè)參考像素，如以下參考圖7A和7B所述的?，F(xiàn)在參考圖5，它是由圖1的系統(tǒng)IO產(chǎn)生的多個(gè)光流線的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明。此外還參考圖3。圖5是標(biāo)記為視圖V的區(qū)域的放大圖。圖5示出來(lái)幀要素410，其包括第一參考像素510，第二參考像素520，第三參考像素530和附加參考像素540。三個(gè)參考像素，即參考像素510、520、530具有幀要素410中三個(gè)最高的經(jīng)濾波的歸一化像素值。第一參考像素510具有最高的經(jīng)濾波的歸一化像素值。第二參考像素520具有第二高的經(jīng)濾波的歸一化像素值。第三參考像素530具有第三高的經(jīng)濾波的歸一化像素值。與參考像素510、520和530相似，附加參考像素540所具有經(jīng)濾波的歸一化像素值也是局部極大值。附加參考像素540例示了在經(jīng)濾波的歸一化幀要素410中可以存在多于三個(gè)的參考像素。光流模塊60優(yōu)選地通過(guò)分別在每一個(gè)參考像素510、520、530的位置上應(yīng)用光流方程(以下的方程6)，來(lái)為所選擇的參考像素510、520、530產(chǎn)生光流515、525、535(圖3的步驟340)。以下參考方程6提供了對(duì)于光流模塊60如何產(chǎn)生光流515、525、535的更詳細(xì)說(shuō)明。光流515、光流525和光流535分別與水平參考方向包夾著角a,517，角a2527和角a3537。以下給出由光流模塊60(圖1)所優(yōu)選使用的光流方程Sx&&在此，/:)是在圖像中位置/的坐標(biāo)(3^上的圖像的像素的歸一化值。當(dāng)&,ac和^較小時(shí)，會(huì)意識(shí)到以上的公式是非常準(zhǔn)確的。在視頻圖像幀的流的情況下，例如當(dāng)&與在連續(xù)圖像幀之間的時(shí)間間隔基本相等時(shí)，通常將&認(rèn)為是很小的；當(dāng)ac和々與一個(gè)像素的尺寸基本相等時(shí)，通常將&c和多認(rèn)為是很小的。方程6的術(shù)語(yǔ)&/&f分別表示運(yùn)動(dòng)矢量V的x分量Vx和y分量Vy。優(yōu)選地，通過(guò)將在第一圖像幀200與第二圖像幀230之間的時(shí)間差定義為一個(gè)時(shí)間單位，以致于&=1，從而簡(jiǎn)化方程6。將Vx和Vy以及&4代入方程6給出了直線的方程，如下&(^=a(^F/y+Z^(方程7)在此，af^和6^分別是通過(guò)將光流方程7用于在位置i上的圖像而產(chǎn)生的直線的斜率和截距系數(shù)。會(huì)意識(shí)到，方程7是具有兩個(gè)未知數(shù)^和P;的方程?，F(xiàn)在分別為flf^和6@來(lái)對(duì)方程7求解<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>(方程8)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>(方程9)在此，/'/:n^優(yōu)選地是在坐標(biāo)(^,:^的第一圖像的像素的歸一化值；/V3a'j^優(yōu)選地是在坐標(biāo)(3c/j^的第二圖像幀的像素的歸一化值；/'/x/,"'力優(yōu)選地是在坐標(biāo)(H,"的第二圖像幀的像素的歸一化值，就是說(shuō)是具有比/'2(3dj^的y坐標(biāo)小1的y坐標(biāo)的位置。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，用相對(duì)于坐標(biāo)值的適當(dāng)修改，以基本相同的方式來(lái)定義方程8和9的其它項(xiàng)。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，/Vx/，^優(yōu)選地是第一圖像幀200的第一參考像素510的歸一化值，/V3c/J^優(yōu)選地是第二圖像幀230的位于第一參考像素510的位置上的像素的歸一化值，/'2》/-0優(yōu)選地是第二圖像幀230的位于第一參考像素510下面的位置上的像素的歸一化值，以此類(lèi)推。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，用相對(duì)于坐標(biāo)值的適當(dāng)修改，以基本相同的方式來(lái)舉例說(shuō)明了方程8和9的其它項(xiàng)。因此，優(yōu)選地，通過(guò)將方程8和方程9分別在參考像素510、520、530上應(yīng)用于第一圖像幀200的歸一化幀要素410，來(lái)產(chǎn)生每一個(gè)光流線515、525、535，從而為每一個(gè)參考像素510、520、53O確定a0和60。優(yōu)選地，為每一個(gè)參考像素510、520、530將計(jì)算值a^和6^代入方程7，以便分別確定光流線515、525、535。應(yīng)注意，用于確定光流515、525、535的斜率^)和截距Z^的方程7-9為每一個(gè)參考像素510、520、530定義了直線。然而，通常不知道光流510、520、530的量值。因此，一般而言，通常僅由圖像幀的邊緣來(lái)限制光流線。現(xiàn)在參考圖6，它是第一圖像幀200的歸一化幀要素410，第二圖像幀230(圖2B)的位移的歸一化測(cè)試幀要素650，及由圖1的系統(tǒng)10所使用的對(duì)于位移的掃描模式629的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明。此外還參考圖1和3。作為介紹，模式匹配模塊62優(yōu)選地執(zhí)行在第一圖像幀200的歸一化幀要素410與第二圖像幀230的歸一化測(cè)試幀要素650之間的模式匹配。因此，模式匹配模塊62優(yōu)選地指示分解器35產(chǎn)生第二圖像幀230的測(cè)試幀要素；及歸一化器40，按照在模式匹配過(guò)程中所需的，歸一化測(cè)試幀要素，產(chǎn)生在相對(duì)于第一圖像幀200的幀要素410的不同位移上的第二圖像幀230的歸一化測(cè)試幀要素650。優(yōu)選地將位移一次遞增一個(gè)像素。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，由位移矢量660示出了一個(gè)這種位移，其從第一圖像幀200的幀要素410的位置延伸到第二圖像幀230的歸一化測(cè)試幀要素650的位置。優(yōu)選地，通過(guò)僅在預(yù)期得到良好的匹配的區(qū)域625內(nèi)執(zhí)行模式匹配來(lái)增加效率，從而減少不必要的計(jì)算。以下參考圖6、7A和7B更詳細(xì)的說(shuō)明確定區(qū)域625。圖6示出了歸一化幀要素410，及兩條線，第一線610和第二線620，它們?cè)诮稽c(diǎn)630相交。通常將上述的位移測(cè)量為從交點(diǎn)630計(jì)算的位移。以下參考圖7A和7B更詳細(xì)的說(shuō)明用于確定第一線610和第二線620的方法。會(huì)意識(shí)到，通常相對(duì)于幀要素內(nèi)的預(yù)定像素來(lái)定義幀要素410的位置和測(cè)試幀要素650的位置。該固定像素優(yōu)選地是特定的拐角(corner),這個(gè)拐角在兩個(gè)幀要素中是相同的拐角。交點(diǎn)630優(yōu)選地位于歸一化幀要素410的位置上。模式匹配模塊62執(zhí)行在測(cè)試幀要素650與幀要素410之間的模式匹配,如以下參考方程15更詳細(xì)說(shuō)明的，產(chǎn)生模式匹配得分(圖3的步驟345)。圖6還示出了多個(gè)矢量，其是繪制在第一線610與第二線620之間的有向線段。這些矢量說(shuō)明了掃描模式629，在該掃描模式629中，測(cè)試幀要素650通常從交點(diǎn)630開(kāi)始位移。模式匹配模塊62(圖1)在與交點(diǎn)630相對(duì)應(yīng)的位移為0處開(kāi)始掃描。模式匹配模塊通常借助于沿著矢量631以一個(gè)像素的增量來(lái)改變所述位移，隨后沿著矢量632，隨后沿著矢量633，隨后沿著矢量634，以此類(lèi)推，來(lái)持續(xù)進(jìn)行掃描，直到已經(jīng)達(dá)到停止條件為止。所述停止條件通常包括以下之一已獲得足夠良好的匹配；及已經(jīng)掃描了整個(gè)區(qū)域625。以下參考圖8A-8C更詳細(xì)的說(shuō)明所述停止條件。模式匹配模塊62通常指示圖像分解器35在掃描模式中的每次位移時(shí)產(chǎn)生第二圖像幀230的測(cè)試幀要素650。模式匹配模塊62通常還指示歸一化器40歸一化該測(cè)試幀要素650，產(chǎn)生歸一化測(cè)試幀要素650。模式匹配模塊62隨后執(zhí)行模式匹配，如以下參考圖8A-8C更詳細(xì)說(shuō)明的。模式匹配模塊62產(chǎn)生模式匹配得分，并將該模式匹配得分與和測(cè)試幀要素650的該位移相對(duì)應(yīng)的位移矢量660相關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施例，除了在限于兩條線之間的區(qū)域625中進(jìn)行掃描之外，還對(duì)區(qū)域625可以從交點(diǎn)630開(kāi)始延伸的距離加以限制。該限制(或者距離的最大值)通常至少在起始是圖像幀的四分之一的距離。由于圖像幀通常是矩形，因此該限制就通常是圖像幀的較小尺度的四分之一的距離。根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)為先前視頻圖像幀確定運(yùn)動(dòng)矢量時(shí)，模式匹配模塊62通常記錄與該運(yùn)動(dòng)矢量有關(guān)的位移矢量660的值。當(dāng)使用從視頻圖像幀的流中稍后取得的第一圖像幀200和第二圖像幀230執(zhí)行后續(xù)的確定時(shí)，所述限制通常是位移矢量的先前記錄值的兩倍。會(huì)意識(shí)到，對(duì)區(qū)域625進(jìn)行限制極大的節(jié)省了計(jì)算量D根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，將掃描限于一個(gè)距離，該距離優(yōu)選地基于用于第一圖像幀200的先前幀要素的掃描限制；以及與為該先前幀要素確定的運(yùn)動(dòng)矢量相對(duì)應(yīng)的位移。因此，可以基于先前的掃描限制來(lái)調(diào)整該掃描限制，并依據(jù)到先前"最適合"的測(cè)試幀的實(shí)際距離來(lái)修改該掃描限制。如何按上述的來(lái)限制掃描的一個(gè)非限制性實(shí)例是、=^^^*1.2，在此Z^是用于幀要素;的掃描限制；Z^是來(lái)自之前緊鄰的幀要素J^/的掃描限制；i^7是與為幀要素;7-7確定的運(yùn)動(dòng)矢量相對(duì)于的位移。典型的掃描限制和位移是<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>會(huì)意識(shí)到，對(duì)于與第一幀要素相對(duì)應(yīng)的p=l而言，將初始值選擇作為掃描限制b。典型的掃描限制顯示出，即使是在位移改變時(shí)(從5個(gè)像素到25個(gè)像素)，掃描限制也會(huì)迅速地收斂于接近位移的值。因此，掃描限制很大的節(jié)省了計(jì)算量，同時(shí)保持了足夠大的區(qū)域用于確定位移。優(yōu)選地，按以下所述來(lái)確定D。優(yōu)選地，使用優(yōu)化來(lái)計(jì)算距離D。由于需要計(jì)算測(cè)試幀要素650的位移，并將其與掃描限制相比較，因此優(yōu)化距離D的計(jì)算通常是有益的。優(yōu)選地，將在圖像幀中的兩個(gè)像素Pl和p2之間的距離D計(jì)算為D=h-一l+l力-h|，在此X，是像素p，的X坐標(biāo)；X2是像素P2的X坐標(biāo)；y，是像素P,的y坐標(biāo)；y2是像素P2的y坐標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明可選優(yōu)選實(shí)施例，將距離D計(jì)算為"=V"-、)2+Oi-h)2對(duì)于計(jì)算距離D的優(yōu)選方法的優(yōu)化極大地削減了計(jì)算工作量，因?yàn)橛?jì)算絕對(duì)值和加法的運(yùn)算比乘法和計(jì)算平方根的運(yùn)算在計(jì)算強(qiáng)度上要小。會(huì)意識(shí)到，對(duì)于每一個(gè)位移矢量，都存在相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量。由于位移除以時(shí)間等于速度，因此將位移矢量660除以在第一圖像幀200與第二圖像幀230之間的時(shí)間a，產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng)矢量，其單位是像素每單位時(shí)間。運(yùn)動(dòng)矢量通常是現(xiàn)實(shí)世界中物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)的表示，并服從于物理約束。通常要求與速度相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量的量值在物理上可能的速度范圍以內(nèi)。方程10以下定義對(duì)于運(yùn)動(dòng)矢量的典型量值約束:+^L(方程IO)其中Vmax是對(duì)于每一個(gè)應(yīng)用而言，對(duì)于運(yùn)動(dòng)矢量的實(shí)際上限。通常，Vmax與上述的最大物理可能速度相對(duì)應(yīng)。例如，在打算用于網(wǎng)球比賽的應(yīng)用中的最大物理可能速度通常是網(wǎng)球比賽中網(wǎng)球的最大速度?？蛇x的，V^可以與一個(gè)速度相對(duì)應(yīng)，這個(gè)速度等于在一個(gè)幀間時(shí)間周期中四分之一幀的位移。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，針對(duì)在距網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)約4米距離上的人拋接的物體、以VGA的分辨率、按照每秒20幀的速率成像的系統(tǒng)所測(cè)量的典型運(yùn)動(dòng)矢量，被測(cè)量為約每1/20秒10個(gè)像素。本領(lǐng)域公知的是基于光學(xué)特性，例如攝像機(jī)鏡頭類(lèi)型和物體距攝像機(jī)鏡頭的距離，將物理速度Vn^轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)矢量的最大值，以及基于視頻圖像幀的流的幀速率，將運(yùn)動(dòng)矢量的最大值轉(zhuǎn)換為位移。因此，優(yōu)選地，通過(guò)將最大物理速度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的位移來(lái)確定掃描限制(或者掃描的距離的最大值)，其中，該轉(zhuǎn)換通常是基于視頻圖像幀的流的幀速率和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)25的光學(xué)特性。已知視頻圖像幀的流的幀速率，而根據(jù)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)確定位移矢量也是本領(lǐng)域公知的，且反之亦然。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，通常通過(guò)使不滿足以上方程10的約束的位移矢量無(wú)效來(lái)優(yōu)化該得分處理?，F(xiàn)在參考圖7A和7B，它是用于約束由圖1的系統(tǒng)IO使用的掃描模式的多個(gè)線的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明。同時(shí)還參考圖1和圖5。圖7A示出了第一線610和第二線620，及交點(diǎn)630。如參考圖6所述的，第一線610和第二線620定義了區(qū)域625，在區(qū)域625的內(nèi)部執(zhí)行模式匹配。圖7A還示出了第三線720，其平分在第一線610與第二線620之間的角度，產(chǎn)生在第一線610與第三線720之間的角度e730，及在第二線620與第三線720之間的角度e730。圖7A另外還示出了穿過(guò)交點(diǎn)630繪制的第一光流線515、第二光流線525和第三光流線535，以及依據(jù)水平參考線710所測(cè)量的相應(yīng)的角度a,517、a2527和a3537。因此，依據(jù)第三線720、角度e730和交點(diǎn)630的位置來(lái)確定區(qū)域625，以使得第一線610和第二線620穿過(guò)交點(diǎn)630，且每一條線610、620都與第三線720偏移角度e730。模式匹配模塊62優(yōu)選地將第三線720計(jì)算為三個(gè)光流線515、525和535的平均值；將角度e730確定為光流線515、525和535圍繞第三線720的方向的可變性的測(cè)量值；并且將交點(diǎn)630的位置確定為對(duì)應(yīng)于與幀要素410的位置是0位移的位置?，F(xiàn)在以下說(shuō)明確定所述可變性的測(cè)量值。會(huì)意識(shí)到是，作為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的a^和6^(由方程9和8計(jì)算的)包括除了別的原因之外由數(shù)字化誤差和第一圖像幀200和第二圖像幀230內(nèi)的偽像所引起的某種可變性。因此，根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施例，使用一個(gè)設(shè)置步驟來(lái)執(zhí)行可變性的測(cè)量。指示由可操作地連接到系統(tǒng)10的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)25所成像的用戶執(zhí)行移動(dòng)。系統(tǒng)10進(jìn)行用于確定運(yùn)動(dòng)矢量的過(guò)程，在該過(guò)程期間，光流模塊60產(chǎn)生光流線，且模式匹配模塊62確定在光流線之間的可變性，并使用該可變性來(lái)確定角度e?？蛇x的，如果不在該設(shè)置步驟內(nèi)執(zhí)行對(duì)可變性的測(cè)量，就對(duì)a和b的可變性使用默認(rèn)值。以下在方程11和12中顯示了用于a和b的可變性的默認(rèn)值。a的可變性=±丄^(方程ll)b的可變性=±丄反(6,J(方程12)其中，a,和6,是第/個(gè)光流線的"和6分量，并且5和^"是"條光流線的平均"和6分量，"是在該計(jì)算中所包括的光流線的數(shù)量。通常在這三條光流線515、525和535之間測(cè)量可變性。根據(jù)本發(fā)明的可替換優(yōu)選實(shí)施例，如下所示，在方程B和14中優(yōu)選地將優(yōu)化用于計(jì)算可變性。"的可變性=±丄1>,-《(方程13)其中，按方程11和12來(lái)定義變量。僅作為一個(gè)實(shí)例，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示按照每秒20-25個(gè)圖像幀的幀速率，在距成像視頻攝像機(jī)約4米的距離處人拋接物體，6的可變性通常是土10。?？勺冃酝ǔＥc幀速率成反比。根據(jù)特定的應(yīng)用，可變性的默認(rèn)值可能會(huì)改變。例如且在不限制前述的普遍性的情況下，在希望運(yùn)動(dòng)矢量?jī)H具有垂直分量的應(yīng)用中，例如Pong-Classic,優(yōu)選地將第三線720定義為具有0水平分量，且在水平方向上通常不考慮任何可變性。現(xiàn)在參考圖7B。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，模式匹配模塊62如下來(lái)定義區(qū)域625:第二光流線525定義區(qū)域625的一個(gè)邊界；第一光流線515平分區(qū)域625(圖6);將角度e730定義為在第一光流線515與第二光流線525之間的角度；并且將第二線620定義為在與第二光流線525相反的一側(cè)上，與第一光流線515之間的夾角為角度e730之處。第二線620由此定義了區(qū)域625的第6的可變性=±丄^>,4(方程14)二邊界。可選的，通過(guò)模式匹配模塊62將在第三光流線535和第一光流線515之間的角度e,與角度e相比較來(lái)執(zhí)行一致性檢查。如果角度e!小于或等于角度e730，那么模式匹配模塊62通常就確定光流線是一致的。如果第三光流線正好在大于角度e730的角度e2上，如由與更低的線740之間的角度e2所示，那么模式匹配模塊62通常就確定光流線是不一致的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，可以對(duì)參考圖7A所述的區(qū)域625執(zhí)行以上的一致性檢查。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，模式匹配模塊比較由光流線515、525和535中至少一個(gè)與第三線720所包夾的角度，如果這個(gè)包夾的角度大于角度e，那么模式匹配模塊62通常就確定光流線是不一致的?，F(xiàn)在參考圖8A-8C，它是由圖1的系統(tǒng)IO執(zhí)行的、在不同位移上的模式匹配的簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明。同時(shí)參考圖l、圖2和圖3。圖8A示出了在第一圖像幀200中的人110、物體120和包含物體120的一部分的幀要素410。圖8B示出了在第二圖像幀230中的人110和物體120。圖8B的物體120在第二圖像幀230內(nèi)的位置與在圖8A的第一圖像幀200內(nèi)的物體120的位置不同。圖8B示出了圖8A的幀要素410的位置和測(cè)試幀要素810，測(cè)試幀要素810位于從幀要素410位移了一個(gè)位移矢量815的位置處。會(huì)意識(shí)到，由模式匹配模塊62產(chǎn)生的模式匹配得分是位移了位移矢量815的測(cè)試幀要素810與基礎(chǔ)圖像230適合度有多好的測(cè)量值。優(yōu)選地，通常使用方程15，基于在第一幀要素410的歸一化像素值與測(cè)試幀要素810的相應(yīng)歸一化像素值之間的差值的平方和，來(lái)計(jì)算模式匹配得分Score,，^^X=l產(chǎn)lti;((八p"，力-lh^i)-(/'2^+^:，"^)-iiM^(x+^j+一))7Vom^(;c+Fjc,y+F力是用于作為第二圖像幀230的測(cè)試幀要素810的幀要素p的歸一化因子(方程2)，其中，測(cè)試幀要素810相對(duì)于第一幀要素410在x方向上位移了Fx并在y方向上位移了吵；/、Oc+Fx，y+K力是在第二圖像幀230的測(cè)試幀要素810的坐標(biāo)x+^cj+^;處的像素值；lTVom,pll是用于第一圖像幀200的幀要素410的幀要素p的歸一化因子(方程2);并且/';/x,力是在第一圖像幀200的幀要素410的坐標(biāo)處的像素值。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，優(yōu)選地，通常使用方程16，基于在第一幀要素410的歸一化像素值與測(cè)試幀要素810的相應(yīng)歸一化像素值之間的差值的絕對(duì)值之和，來(lái)計(jì)算該模式匹配得分-2力(",力-l卜I)-"'2,&+&J+-|卜"+(方程16)用于方程16的符號(hào)與用于方程15的符號(hào)相同。模式匹配得分通常反比于在第一圖像幀200的歸一化幀要素410與第二圖像幀230的歸一化測(cè)試幀要素810之間的相似性程度。模式匹配得分越低，在第一圖像幀200中的歸一化幀要素410就與在第二圖像幀230中的歸一化測(cè)試幀要素810越相似。在圖8B中，物體120部分位于測(cè)試幀要素810內(nèi)。另外，在圖8B中，物體120相對(duì)于測(cè)試幀要素810的位置與圖8A的物體120相對(duì)于圖8A的幀要素410的位置類(lèi)似。因此，在歸一化幀要素410與歸一化測(cè)試幀要素810之間的相似性較高，模式匹配模塊62優(yōu)選地產(chǎn)生低分。圖8C示出了在第二圖像幀230中的人110和物體120。圖8C的物體120位于與圖犯的物體120相同的圖像坐標(biāo)處。圖8C示出了圖8A的幀要素410的位置和測(cè)試幀要素820，測(cè)試幀要素820位于從幀要素410的位置位移了位移矢量825的位置。在圖8C中，物體120在測(cè)試幀要素810之內(nèi)，但位置與圖8A的幀要素410中的物體120頗有不同。相似性較低，模式匹配模塊62(圖1)通常產(chǎn)生高分。在圖8A-8C的實(shí)例中，會(huì)意識(shí)到，圖8C的位移矢量825收到的得分高于圖8B的位移矢量825收到的得分，因?yàn)槲灰坪蟮臏y(cè)試幀要素820與圖像230及位移后的測(cè)試幀要素810不相配。一旦計(jì)算了與測(cè)試幀要素的位移相對(duì)應(yīng)的模式匹配得分，模式匹配模塊62優(yōu)選地選擇具有最低模式匹配得分的位移矢量815(圖3的步驟350)。運(yùn)動(dòng)矢量確定器65隨后基于位移矢量815，通過(guò)將位移矢量815除以在第一圖像幀200與第二圖像幀230之間的時(shí)間來(lái)確定運(yùn)動(dòng)矢量(步驟355)。如果模式匹配模塊產(chǎn)生的模式匹配得分全都大于第一目標(biāo)得分，則運(yùn)動(dòng)矢量確定器65就優(yōu)選地確定0量值的運(yùn)動(dòng)矢量。第一目標(biāo)得分通常等于第一圖像幀200的第一幀要素410的歸一化像素值的平均值的15%。另外，優(yōu)選地，一旦產(chǎn)生了小于第二目標(biāo)得分的模式匹配得分，模式匹配模塊62就停止掃描，并且運(yùn)動(dòng)矢量確定器65優(yōu)選地基于產(chǎn)生小于第二目標(biāo)得分的模式匹配得分的第一位移來(lái)確定運(yùn)動(dòng)矢量。第二目標(biāo)得分通常等于第一圖像幀200的第一幀要素410的歸一化像素值的平均值的5%。上述方法優(yōu)選地用于使用第一圖像幀200和第二圖像幀230確定第一運(yùn)動(dòng)矢量，并再次用于使用第三圖像和第四圖像來(lái)確定第二運(yùn)動(dòng)矢量。如果第一運(yùn)動(dòng)矢量和第二運(yùn)動(dòng)矢量基本相等，就優(yōu)選地認(rèn)為運(yùn)動(dòng)矢量的值是一致的。反之，則優(yōu)選地執(zhí)行額外的運(yùn)動(dòng)矢量確定，直到對(duì)于不同圖像對(duì)的兩個(gè)連續(xù)的運(yùn)動(dòng)矢量確定基本相等。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，再次考慮已參考圖6和圖7A說(shuō)明的以上實(shí)例應(yīng)用。該實(shí)例應(yīng)用包括圖1的系統(tǒng)10，其成像在距網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)約4米距離的人拋接的物體。在該實(shí)例應(yīng)用中，當(dāng)2*〗=^::^<30%時(shí)，圖l的系統(tǒng)10將第一運(yùn)動(dòng)矢量定義為基本等于第二運(yùn)動(dòng)矢量，在此，^是第一運(yùn)動(dòng)矢量，K2是第二運(yùn)動(dòng)矢量，丄e"是用于測(cè)量矢量長(zhǎng)度的函數(shù)。將這個(gè)函數(shù)1^7(r)定義為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage31</formula>會(huì)意識(shí)到，可以通過(guò)將第一次確定中的第二圖像幀230用作第二次確定中的第一圖像幀200，并將第三圖像用作第二次確定中的第二圖像幀230，來(lái)進(jìn)行使用第三圖像和第四圖像來(lái)確定第二運(yùn)動(dòng)矢量的操作。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，運(yùn)動(dòng)矢量確定器65通常以像素每秒為單位來(lái)確定運(yùn)動(dòng)矢量。本領(lǐng)域公知的是，基于數(shù)字視頻源的光學(xué)和物理數(shù)據(jù)，可以容易地將運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為其它單位，作為一個(gè)非限制性實(shí)例，例如為米每秒。會(huì)意識(shí)到，如果需要，則可以以ROM(只讀存儲(chǔ)器)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的軟件組件。如果需要，通?？梢杂贸Ｒ?guī)技術(shù)使用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)這些軟件組件。會(huì)意識(shí)到，也可以在單個(gè)實(shí)施例中以組合的形式提供出于清楚而在各個(gè)實(shí)施例背景下說(shuō)明的本發(fā)明的各種特點(diǎn)。與此相反，也可以在分別或在任何適合的子組合中提供出于簡(jiǎn)潔而在單個(gè)實(shí)施例背景下說(shuō)明的本發(fā)明的各種特點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到本發(fā)明不限于上文中已經(jīng)具體示出并說(shuō)明的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍僅由附帶的權(quán)利要求來(lái)定義。權(quán)利要求1、一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)確定在視頻圖像幀的流中的圖像幀內(nèi)的幀要素的運(yùn)動(dòng)矢量，所述流至少包括第一圖像幀和第二圖像幀，所述系統(tǒng)包括多個(gè)可操作地相連的元件，包括圖像流接收器，其接收所述圖像幀的流；圖像分解器，其將每一個(gè)所述圖像幀分解為多個(gè)幀要素，每一個(gè)所述幀要素都包括多個(gè)像素和多個(gè)相關(guān)的像素值；圖像歸一化器，其歸一化每一個(gè)所述圖像幀的幀要素中的像素值，從而產(chǎn)生多個(gè)歸一化幀要素，所述歸一化幀要素具有多個(gè)相關(guān)的歸一化像素值；圖像處理器，其將圖像處理濾波器應(yīng)用于所述第一圖像幀中的一個(gè)歸一化幀要素，產(chǎn)生經(jīng)濾波的幀要素，所述經(jīng)濾波的幀要素具有多個(gè)相關(guān)的經(jīng)濾波的像素值；像素選擇器，其從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第一參考像素，以使得該第一參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的最高值；光流模塊，其基于在所述第一參考像素的位置上應(yīng)用的光流方程，來(lái)確定第一光流；模式匹配模塊，其在以下歸一化幀要素的歸一化像素值之間執(zhí)行模式匹配所述第一圖像幀的所述一個(gè)歸一化幀要素；與所述第二圖像幀中的作為測(cè)試幀要素的歸一化幀要素，產(chǎn)生多個(gè)模式匹配得分，每一個(gè)所述測(cè)試幀要素都具有一個(gè)所述模式匹配得分，其中，執(zhí)行所述模式匹配，以使得對(duì)于每一個(gè)所述測(cè)試幀要素，在所述一個(gè)歸一化幀要素的位置與所述一個(gè)測(cè)試幀要素的位置之間的位移矢量受限于一區(qū)域，該區(qū)域至少部分地基于所述第一光流；以及運(yùn)動(dòng)矢量確定器，其至少部分地基于與所述測(cè)試幀要素之中具有所述模式匹配得分中最低得分的測(cè)試幀要素相關(guān)的位移矢量，來(lái)確定運(yùn)動(dòng)矢量。2、如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述視頻圖像幀的流是彩色圖像幀的流，且對(duì)于每一個(gè)所述像素，相關(guān)的一個(gè)所述像素值是與所述一個(gè)像素相關(guān)的亮度分量的值。3、如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像處理濾波器是對(duì)比度增強(qiáng)濾波器。4、如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述對(duì)比度增強(qiáng)濾波器是Sobel濾波器。5、如權(quán)利要求l-4任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述模式匹配模塊基于在所述一個(gè)歸一化幀要素的歸一化像素值與所述一個(gè)測(cè)試幀要素的相應(yīng)歸一化像素值之間的差值的絕對(duì)值之和，來(lái)計(jì)算所述模式匹配得分。6、如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述模式匹配模塊將所述區(qū)域定義為由第一線和第二線來(lái)限定，以便所述第一線與所述第二線在一交點(diǎn)相交；第三線平分在所述第一線與所述第二線之間的角；所述第三線的方向至少部分地基于所述第一光流的方向；并且所述第三線和所述第一線包夾著角度e。7、如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述模式匹配模塊獨(dú)立于所述第一光流來(lái)確定所述角度e。8、如權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其中所述像素選擇器進(jìn)一步從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第二參考像素；所述光流模塊進(jìn)一步基于在所述第二參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程來(lái)確定第二光流；并且所述模式匹配模塊用于執(zhí)行一致性檢査，該一致性檢查包括檢査在所述第二光流與所述第三線之間的角度差小于或等于所述角度e。9、如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述像素選擇器進(jìn)一步從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第二參考像素，以使得所述第二參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的第二最高值，并且其中，所述光流模塊進(jìn)一步基于在所述第二參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程來(lái)確定第二光流。10、如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述模式匹配模塊基于在所述第一光流與所述第二光流之間的角度差來(lái)確定所述角度e。11、如權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其中，所述像素選擇器進(jìn)一步從所述經(jīng)濾波的幀要素之中選擇第三參考像素，以使得所述第三參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的第三最高值，并且其中，所述光流模塊進(jìn)一步基于在所述第三參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程來(lái)確定第三光流。12、如權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其中，所述模式匹配模塊至少部分地基于在確定所述第一圖像幀的先前的歸一化幀要素的運(yùn)動(dòng)矢量時(shí)使用的角e的值，來(lái)確定所述角度e。13、如權(quán)利要11或12所述的系統(tǒng)，其中，所述模式匹配模塊用于執(zhí)行一致性檢查，該一致性檢査包括檢查在所述第三光流與所述第一光流之間的角度差小于或等于所述角度e。14、如權(quán)利要求6-13中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述模式匹配模塊限制所述區(qū)域，以使得在所述交點(diǎn)與所述區(qū)域內(nèi)的任何位置之間的距離都小于一最大值。15、如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述最大值是圖像幀的最小尺度的四分之一。16、如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括通過(guò)將最大物理速度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的位移來(lái)確定所述最大值，所述轉(zhuǎn)換至少部分地基于所述視頻圖像幀的流的幀速率和至少一個(gè)光學(xué)特性。17、如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述模式匹配模塊基于所述第一圖像幀的先前的幀要素的最大值和所述第一圖像幀的該先前幀要素的運(yùn)動(dòng)矢量，來(lái)確定所述最大值。18、如權(quán)利要求14-17任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述模式匹配模塊將所述距離計(jì)算為水平位移的絕對(duì)值與垂直位移的絕對(duì)值之和。19、如權(quán)利要求1-18任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，如果所述模式匹配得分中的最低得分大于第一目標(biāo)得分，則所述運(yùn)動(dòng)矢量確定器就確定所述運(yùn)動(dòng)矢量具有0量值。20、如權(quán)利要求1-18任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，一旦產(chǎn)生了小于第二目標(biāo)得分的模式匹配得分，所述模式匹配模塊就停止模式匹配。21、如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述模式匹配模塊將所述第二目標(biāo)得分確定為所述第一圖像幀的所述一個(gè)歸一化幀要素之中的像素值的平均值的5%。22、如權(quán)利要求1-21任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述位移矢量包含開(kāi)頭和結(jié)尾，所述位移矢量的開(kāi)頭在所述交點(diǎn)處，并且所述模式匹配模塊:在所述位移矢量的結(jié)尾在所述交點(diǎn)處的情況下執(zhí)行與第一個(gè)所述測(cè)試幀要素的第一模式匹配；并且通過(guò)使所述位移矢量的結(jié)尾掃描通過(guò)所述區(qū)域，來(lái)執(zhí)行與其它測(cè)試幀要素的其它模式匹配。23、一種方法，用于由處理器實(shí)時(shí)確定在視頻圖像幀的流中的圖像幀內(nèi)的幀要素的運(yùn)動(dòng)矢量，所述流至少包括第一圖像幀和第二圖像幀，該方法包括接收所述圖像幀的流；將每一個(gè)所述圖像幀分解為多個(gè)幀要素，每一個(gè)所述幀要素都包括多個(gè)像素和多個(gè)相關(guān)的像素值；歸一化每一個(gè)所述圖像幀的幀要素中的像素值，從而產(chǎn)生多個(gè)歸一化幀要素，所述歸一化幀要素具有多個(gè)相關(guān)的歸一化像素值；將圖像處理濾波器用于所述第一圖像幀的一個(gè)所述歸一化幀要素，產(chǎn)生經(jīng)濾波的幀要素，所述經(jīng)濾波的幀要素具有多個(gè)相關(guān)的經(jīng)濾波的像素值;從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第一參考像素，以使得該第一參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的最高值；基于在所述第一參考像素的位置上應(yīng)用的光流方程，確定第一光流；在以下兩個(gè)歸一化幀要素的歸一化像素值之間執(zhí)行模式匹配所述第一圖像幀的所述一個(gè)歸一化幀要素；與所述第二圖像幀的作為測(cè)試幀要素的歸一化幀要素，產(chǎn)生多個(gè)模式匹配得分，每一個(gè)所述測(cè)試幀要素都具有一個(gè)模式匹配得分，其中，執(zhí)行所述模式匹配，以使得對(duì)于每一個(gè)所述測(cè)試幀要素，在所述一個(gè)歸一化幀要素的位置與所述一個(gè)測(cè)試幀要素的位置之間的位移矢量受限于一區(qū)域，該區(qū)域至少部分地基于所述第一光流；并且至少部分地基于與所述測(cè)試幀要素之中具有所述模式匹配得分中最低得分的測(cè)試幀要素相關(guān)的位移矢量，來(lái)確定運(yùn)動(dòng)矢量。24、如權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述模式匹配包括基于在所述一個(gè)歸一化幀要素的歸一化像素值與所述一個(gè)測(cè)試幀要素的相應(yīng)歸一化像素值之間的差值的絕對(duì)值之和，來(lái)計(jì)算所述模式匹配得分。25、如權(quán)利要求23或24所述的方法，其中所述區(qū)域由第一線和第二線來(lái)限定，所述第一線與所述第二線在一交點(diǎn)相交；26、如權(quán)利要求25所述的方法，還包括從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第二參考像素；基于在所述第二參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程，確定第二光流；并且執(zhí)行一致性檢査，該一致性檢查包括檢查在所述第二光流與所述第三線之間的角度差小于或等于所述角度e。27、如權(quán)利要求25所述的方法，還包括從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第二參考像素，以使得所述第二參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的第二最高值；基于在所述第二參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程，確定第二光流；從所述經(jīng)濾波的幀要素中選擇第三參考像素，以使得所述第三參考像素具有所述經(jīng)濾波的像素值之中的第三最高值；基于在所述第三參考像素的位置上應(yīng)用的所述光流方程，確定第三光流；并且執(zhí)行一致性檢査，該一致性檢查包括檢查在所述第三光流與所述第一光流之間的角度差小于或等于所述角度e。28、如權(quán)利要求25-27任意一項(xiàng)所述的方法，還包括限制所述區(qū)域，以使得在所述交點(diǎn)與所述區(qū)域內(nèi)的任何位置之間的距離都小于一最大值。29、如權(quán)利要求28所述的方法，還包括將所述距離計(jì)算為水平位移的絕對(duì)值與垂直位移的絕對(duì)值之和。30、如權(quán)利要求23-29任意一項(xiàng)所述的方法，還包括如果所述模式匹配得分的最低得分大于第一目標(biāo)得分，則將所述運(yùn)動(dòng)矢量確定為具有0量值。31、如權(quán)利要求23-29任意一項(xiàng)所述的方法，其中，一旦產(chǎn)生小于第二目標(biāo)得分的模式匹配得分，所述模式匹配就停止。32、如權(quán)利要求23-31任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述位移矢量包含開(kāi)頭和結(jié)尾，所述位移矢量的開(kāi)頭在所述交點(diǎn)處，并且在所述位移矢量的結(jié)尾在所述交點(diǎn)處的情況下執(zhí)行與第一個(gè)所述測(cè)試幀要素的第一模式匹配；并且通過(guò)使所述位移矢量的結(jié)尾掃描通過(guò)所述區(qū)域，來(lái)執(zhí)行與其它測(cè)試幀要素的其它模式匹配。全文摘要一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于運(yùn)動(dòng)矢量的實(shí)時(shí)確定，包括圖像處理器，其將圖像處理濾波器用于第一圖像幀的歸一化幀要素，產(chǎn)生經(jīng)濾波的幀要素，其具有相關(guān)的經(jīng)濾波的像素值；像素選擇器，其從經(jīng)濾波的幀要素之中選擇具有經(jīng)濾波的像素值中的最高值的第一參考像素；光流模塊，其確定在第一參考像素位置上應(yīng)用的第一光流；模式匹配模塊，其在所述歸一化幀要素和第二圖像幀的歸一化幀要素中的歸一化像素值之間執(zhí)行模式匹配，產(chǎn)生多個(gè)模式匹配得分；以及運(yùn)動(dòng)矢量確定器，基于模式匹配得分中的最低得分來(lái)確定運(yùn)動(dòng)矢量。還說(shuō)明了相關(guān)的設(shè)備和方法。文檔編號(hào)G06T7/20GK101401127SQ200680053856公開(kāi)日2009年4月1日申請(qǐng)日期2006年3月23日優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日發(fā)明者N·高德,V·杜瓦爾申請(qǐng)人:Nds有限公司