[发明专利]一种视频中运动物体上局部微小运动的快速放大方法

权利要求书

1.视频中运动物体上局部微小运动的快速放大方法，其特征在于，包括：

步骤1：将视频帧图像转换到YIQ颜色空间，对Y通道进行Riesz金字塔空域分解以得到不同空间频率的子带图像；

步骤2：对金字塔每层子带图像进行Riesz变换，提取子带图像的局部幅度和局部四元相位；其中，局部幅度表示强度变化，局部四元相位表示运动信息和图像结构；

步骤3：对局部四元相位进行时域滤波，分别提取二阶四元相位的加速度信息和三阶四元相位的加加速度信息，并进行基于局部幅值的加权高斯去噪处理；

步骤4：利用三阶四元相位的加加速度信息构造的平滑度滤波器对二阶四元相位进行滤波，提取运动物体上局部微小运动；

步骤5：放大滤波后的二阶四元相位，并对其进行相移变换，解构视频帧图像金字塔，与色度信息结合，重建得到运动放大的视频帧图像。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述Riesz金字塔由一对高通滤波器和低通滤波器构造；首先，原图像经高通滤波后得到金字塔的第一层；然后，原图像先进行低通滤波再进行降采样，得到构建金字塔第二层的输入；对第二层输入进行高通滤波得到金字塔的第二层；接着对第二层输入进行低通滤波再降采样，得到构建金字塔第三层的输入，如此迭代运算形成完整的金字塔结构。

3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述Riesz变换采用空域近似Riesz变换，两个分量的卷积核如下：

其中，图像I的金字塔第l层子带图像同以上卷积核kernel₁、kernel₂卷积得到的Riesz变换两个分量所述局部幅度的向量由局部幅度A^l、局部相位和局部方向θ^l表示为：

其中，所述局部四元相位表示如下：

其中，t表示第t帧图像，l表示视频帧金字塔的第l层子带，θ_t^l表示第t帧图像金字塔的第l层子带在(x,y)点处的局部主方向，表示第t帧图像金字塔的第l层子带在(x,y)点处沿局部主方向θ_t^l的相位。

4.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述的步骤3的步骤如下：

设置指定宽度的时域滑动窗，其中包含多个相邻图像帧的金字塔各子带图像四元相位信息，在时域上对图像帧进行拉普拉斯滤波，提取四元相位的二阶加速度信息用于提取运动物体上的局部微小运动信息：

其中为时域滑动窗内多个视频帧第l层子带中(x,y)处的四元相位，G_σ(t)是标准差为σ的高斯滤波器，为卷积运算符，为拉普拉斯算子；

在时域滑动窗内结合高斯滤波器对四元相位求解三阶加加速度信息

使用基于幅度的加权模糊方法对时域滤波结果进行平滑，提升信噪比：

其中，分别为幅度加权平滑滤波后四元相位的两个分量，分别为平滑度滤波器的两个分量，K_ρ(x,y)为标准差ρ为的高斯核。