以傅立葉轉換估算影像中顆粒位移的方法

Abstract

由於近年監視設備的發展，監視影像的清晰度及成本獲得了極大的改善，透過監視影像對土石流事件的分析效益也因此提升。本研究之目的是透過影像來分析影像中物體之位移。假設影像中物體形狀在運動過程保持不變，且物體的所有邊界皆以該物體速度運動。當兩幀影像的時間差極小時，將物體的運動近似將為等速度運動，時間相鄰的兩幀影像相減以去除背景並萃取物體邊界的位移，將相減後的影像資料重新排列成一維陣列後，以兩次傅立葉轉換與互相關分析估計影像中物體之長度以及總長度最長的邊界之速度，也就是影像中最具有優勢的速度。透過室內水槽試驗以及室內土石流試驗對本方法進行驗證，在室內水槽單顆保麗龍球試驗中成功估計出顆粒長度，誤差約為3.06%。室內試驗中本方法能成功估計出物體的速度，在室內水槽試驗中本方法估計的速度與人眼追蹤的誤差約為2.2%到3.4%；而在室內土石流試驗中本方法估計的速度誤差約為11.1%。在現場影像分析中，與人眼追蹤的結果相比，與本方法估計的速度差距落在2個像素內。