本发明公开了一种基于纳维‑斯托克斯方程的光流速度估计方法。该方法构造了新的能量优化函数，将纳维‑斯托克斯方程进行变形并引入到能量方程之中，整个能量方程包含四个方面的约束：图像一致性，速度场平滑，速度场在时间上耦合以及速度场的不可压缩性。本发明所提出的新的能量优化方程可以对整个序列同时进行光流速度估计，但是需要求解的变量非常多，为了稳定地求解能量优化函数，我们使用了多种优化手段，包括由粗到细的多分辨率优化，交替优化，乘子交替方向优化，稳定点优化等多种优化方法。