Η οπτική ροή περιγράφει την παρακολούθηση από υπολογιστή κινούμενων αντικειμένων αναλύοντας τις διαφορές περιεχομένου μεταξύ των καρέ βίντεο. Σε ένα βίντεο, τόσο το αντικείμενο όσο και ο παρατηρητής μπορεί να βρίσκονται σε κίνηση. ο υπολογιστής μπορεί να εντοπίσει ενδείξεις που επισημαίνουν τα όρια, τις άκρες και τις περιοχές μεμονωμένων στατικών εικόνων. Η ανίχνευση της προόδου τους επιτρέπει στον υπολογιστή να παρακολουθεί ένα αντικείμενο μέσα στο χρόνο και το χώρο. Η τεχνολογία χρησιμοποιείται σε βιομηχανίες και έρευνα, συμπεριλαμβανομένης της λειτουργίας μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων (UAV) και συστημάτων ασφαλείας.
Δύο κύριες μέθοδοι δημιουργούν αυτό το όραμα υπολογιστή: η ανίχνευση κίνησης με βάση την κλίση και η ανίχνευση κίνησης βάσει χαρακτηριστικών. Η οπτική ροή που βασίζεται σε κλίση μετρά τις αλλαγές στην ένταση της εικόνας μέσω του χώρου και του χρόνου. Σαρώνει ένα επίπεδο πεδίου πυκνής ροής. Οι ροές που βασίζονται σε χαρακτηριστικά επικαλύπτουν τις άκρες των αντικειμένων εντός πλαισίων για να επισημάνουν την πρόοδο.
Αυτή η τεχνική μοιάζει με τη σταθεροποίηση εικόνας βιντεοκάμερας, επιτρέποντας σε ένα υπολογισμένο οπτικό πεδίο να κλειδωθεί στο κάδρο παρά το κούνημα της κάμερας. Οι αλγόριθμοι οπτικής ροής υπολογίζουν τις αντιστοιχίσεις μεταξύ των εικόνων με τη σειρά. Ο υπολογιστής χωρίζει κάθε εικόνα σε τετράγωνα πλέγματα. Η επικάλυψη δύο εικόνων επιτρέπει τις συγκρίσεις για την εύρεση των καλύτερων αντιστοιχιών των τετραγώνων. Όταν ο υπολογιστής εντοπίζει ένα ταίρι, τραβάει μια γραμμή μεταξύ των σημείων διαφοράς, που μερικές φορές ονομάζονται βελόνες.
Οι αλγόριθμοι λειτουργούν συστηματικά από χονδροειδή έως λεπτή ανάλυση. Αυτό επιτρέπει την παρακολούθηση κίνησης μεταξύ εικόνων με διαφορές στην ανάλυση. Ο υπολογιστής δεν αναγνωρίζει αντικείμενα, αλλά εντοπίζει και ακολουθεί μόνο τα χαρακτηριστικά των αντικειμένων που μπορούν να συγκριθούν μεταξύ των πλαισίων.
Υπολογίζοντας διανύσματα οπτικής ροής μπορούν να ανιχνεύσουν και να παρακολουθήσουν αντικείμενα και επίσης να εξαγάγουν το κυρίαρχο επίπεδο μιας εικόνας. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στη ρομποτική πλοήγηση και στην οπτική οδομετρία ή στον προσανατολισμό και τη θέση του ρομπότ. Σημειώνει όχι μόνο αντικείμενα αλλά και τα γύρω περιβάλλοντα σε τρεις διαστάσεις και δίνει στα ρομπότ πιο ζωντανή χωρική επίγνωση. Τα διανύσματα που υπολογίζονται σε ένα επίπεδο επιτρέπουν στον επεξεργαστή να συμπεράνει και να ανταποκρίνεται σε κινήσεις που εξάγονται από τα πλαίσια.
Ορισμένες αδυναμίες της τεχνικής οπτικής ροής περιλαμβάνουν απώλεια δεδομένων που προκύπτει από τετράγωνα που ο υπολογιστής δεν μπορεί να αντιστοιχίσει μεταξύ των εικόνων. Αυτές οι ασύγκριτες περιοχές παραμένουν κενές και δημιουργούν επίπεδα κενά, μειώνοντας την ακρίβεια. Τα καθαρά άκρα ή τα σταθερά στοιχεία όπως οι γωνίες συμβάλλουν στην ανάλυση ροής.
Λεπτομερείς παράγοντες μπορεί να αποκρύπτονται εάν ο παρατηρητής βρίσκεται επίσης σε κίνηση, καθώς δεν μπορεί να διακρίνει ορισμένα στοιχεία από πλαίσιο σε πλαίσιο. Η ανάλυση χωρίζει την κίνηση σε φαινομενική συνολική ροή και τοπική κίνηση αντικειμένου ή εγωπάθεια. Οι χωροχρονικές αλλαγές στα άκρα ή στην ένταση της εικόνας χάνονται στην κίνηση της κάμερας και στην παγκόσμια ροή του κινούμενου περιβάλλοντος. Η ανάλυση βελτιώνεται εάν ο υπολογιστής μπορεί να εξαλείψει την επίδραση της καθολικής ροής.