Abstract
在眾多偵測連續畫面中物體運動速度的方法中,使用3 維時間-空間的濾波方法(spatio-temporal filtering),可省去對畫面作特徵抽取 (featureextraction)的步驟.特徵抽取的困難在於如何選擇影像的特徵及作特徵比對(feature matching)時繁複的計算量.而時間-空間的濾波方法之重點在於濾波器的設計和發展一套程序將濾波器的輸出換算成物體的運動速度.任何連續畫面均可被分割成許多單一的小區間,每一小區間內物體的運動方式可用平移(translation)來近似.以平移方式運動的物體,不管其形狀為何,其頻譜分佈(spectrum distribution)侷限在一通過頻域原點的斜的平面上.這平面稱為頻譜平面(spectrum plane).頻譜平面的法向量即代表該物體的運動速度.於是偵測頻譜平面即可求出物體的運動速度.可導引濾波器(steerable filter)的特性為"任意方向的濾波器,可用有限個固定方向的濾波器當基底(basis filter)來線性合成" (linear combination).這個被合成的濾波器和這些基底都叫可導引濾波器.有了可導引濾波器,我們可以根據其基底線性合成出任意方向的濾波器,這些具方向性的濾波器正好適合於偵測頻譜平面.可導引濾波器的頻譜分佈為一對呈對稱的球形,此兩球形互相緊密結合且對稱於原點.當這對球形的頻譜嵌住運動物體的頻譜平面時,即濾波器的方向平行於頻譜平面的法向量,系統將有最少的輸出能量.換句話說,我們可藉系統的輸出能量當指標,求得頻譜平面的法向量,即物體的運動速度.當運動物體的頻譜分佈大部分集中在某一方向而不為一平面時,如一條運動中的直線其頻譜分佈為一條斜的直線,稱為頻譜直線,則無法藉著偵測頻譜平面來求出物體的運動速度.此即為瞳孔效應(aperture problem).此時,物體的運動速度為該頻譜直線的斜率,於是藉著偵測頻譜直線的斜率,可求出物體的運動速度.