慢动作周期视频的拓扑欧拉式合成

我们考虑如下问题：取一段包含多个重复运动周期的视频，将视频帧重新排序为单个周期，生成细致的单周期运动视频。该问题具有挑战性，因为此类视频通常包含噪声、由相机运动和周期间差异引起的漂移，以及无关的背景运动/遮挡，这些因素会干扰我们在视频中寻找的相关周期运动。为以简单高效的方式解决这些问题，我们引入了一种无跟踪的欧拉式方法来合成单周期运动。我们的方法是几何的：我们将每帧视为高维欧几里得空间中的一个点，并分析由该点序列形成的滑动窗口嵌入，其无论周期运动类型如何都会沿拓扑环路产生样本。我们结合拓扑数据分析与谱几何分析的工具来估计每个窗口的相位，并利用滑动窗口结构鲁棒地重排帧。我们展示了定量结果，突显了我们的技术对相机抖动、噪声和遮挡的鲁棒性，以及跨多种场景的单周期运动合成定性结果。