一、直接法

使用特征點(diǎn)估計(jì)相機(jī)運(yùn)動(dòng)的缺點(diǎn)：
1、關(guān)鍵點(diǎn)的提取與描述子的計(jì)算非常耗時(shí)。SIFT無(wú)法在CPU上實(shí)時(shí)計(jì)算。
2、使用特征點(diǎn)，忽略了除去特征點(diǎn)以外的所有信息。丟棄了大部分可能有用的圖像信息。
3、相機(jī)有時(shí)會(huì)運(yùn)動(dòng)到特征缺失的地方，如白墻，我們可能找不到足夠的匹配點(diǎn)來(lái)計(jì)算相機(jī)運(yùn)動(dòng)
有以下幾種方法克服這些缺點(diǎn)：
1、保留特征點(diǎn)，但只計(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)，不計(jì)算描述子。使用光流法來(lái)跟蹤特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。相當(dāng)于使用光流法來(lái)替換匹配描述子。
2、只計(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)，不計(jì)算描述子。同時(shí)使用直接法來(lái)計(jì)算特征點(diǎn)在下一時(shí)刻圖像的位置。
3、既不計(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)，也不計(jì)算描述子，而是根據(jù)像素灰度的差異，直接計(jì)算相機(jī)運(yùn)動(dòng)。（通過(guò)最小化光度誤差來(lái)求）。

二、光流法

隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)，同一像素會(huì)在圖像中運(yùn)動(dòng)，而我們希望追蹤它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。計(jì)算部分像素運(yùn)動(dòng)的稱為稀疏光流，以Lucas-Kanade光流為代表，亦稱LK光流。

![LK光流法示意圖](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/4769746-2d63a861224c765f.png?imageMogr2/auto-orient/ trip%7CimageView2/2/w/1240)

LK光流

在t 時(shí)刻，位于（x,y）處的像素，它的灰度可以寫成 I (x, y, t)
灰度不變假設(shè)：同一空間點(diǎn)的像素灰度值，在各個(gè)圖像中是固定不變的。

公式一

泰勒展開后

光流法相比于特征點(diǎn)法，在于能夠節(jié)省一定時(shí)間（但不絕對(duì)），一般只會(huì)碰到特征點(diǎn)跟丟的情況，而不會(huì)遇到誤匹配。
但光流法必須要求相機(jī)運(yùn)動(dòng)是微小的（或采集頻率較高），一般采用拍攝視頻。

三、直接法

在直接法中，由于沒(méi)有特征匹配，我們無(wú)從知道哪一個(gè)p2和p1對(duì)應(yīng)同一個(gè)點(diǎn)。
直接法的思路是根據(jù)當(dāng)前相機(jī)的位姿估計(jì)值，來(lái)尋找p2(第二幅圖的像素點(diǎn))。若相機(jī)位姿不夠好，p2的外觀和p1會(huì)有明顯差別。
為了減少這個(gè)差別，可以優(yōu)化相機(jī)的位姿，來(lái)尋找與p1更相似的p2。這可以通過(guò)解一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題來(lái)得到。但此時(shí)最小化的不是重投影誤差，而是光度誤差。也就是P的兩個(gè)像的亮度誤差。