图像的背景替换方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种图像的背景替换方法及装置，其中的方法包括：基于图像当前帧的RGB分量，计算出绿色差值，并基于所述绿色差值得到初始阿尔法通道图像，所述初始阿尔法通道图像包括初始背景图像和初始前景图像；利用所述绿色差值对所述初始阿尔法通道图像进行柔化处理，得到第一阿尔法通道图像；基于环境光因子对所述第一阿尔法通道图像进行环境光去除处理，得到最终阿尔法通道图像，所述最终阿尔法通道图像包括待合成的背景图像和经处理的前景图像；对所述最终阿尔法通道图像、待合成的背景图像和经处理的前景图像进行合成。本发明专利技术对现有基于绿幕抠图的方案进行改进，增加了柔化和去环境光处理，从而使图像更加柔化、自然。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理
，特别是涉及一种图像的背景替换方法及装置。
技术介绍
图像的背景替换技术所研究的是将视频或图片中的前景信息和背景信息分离开来，并将分离的前景合成到另外一幅背景中的问题。该类问题是数字图像处理与数字图像编辑领域中的一类经典问题，并广泛应用于视频编辑与视频分割领域中。对于背景替换前景信息的分离，是采用绿幕背景下的视频抠图技术(也称为：绿幕抠图或绿幕扣像)，吸取画面中的绿色分量颜色作为透明色，将其他颜色分量从画面中抠去，从而使背景透出来，形成二层画面的叠加合成。这样在室内拍摄的人物经抠像后与各种景物叠加在一起，形成神奇的艺术效果。然而，室内光线由于受到环境光的干扰，会带来至少以下两个问题：(1)抠图边界不够平滑产生该问题的原因，是光线不均匀。在抠图过程中，如果环境光比较柔和，则在边缘过度时，会很平滑，不会产生突变。然而，现实中的室内光线，由于光线角度的问题，导致在前景边缘部分不够平滑，突变也成不规则性，所以在图像合成时，会使图像显得比较假，不够自然。(2)环境光产生溢色问题在通过绿幕进行前景信息分离时，前景会整体偏绿色，称之为图像溢色。
技术实现思路
本专利技术提供一种图像的背景替换方法及装置，用于解决现有技术抠图边界不平滑、图像溢色的问题。一种图像的背景替换方法，包括：基于图像当前帧的RGB分量，计算出绿色差值，并基于所述绿色差值>得到初始阿尔法通道图像，所述初始阿尔法通道图像包括初始背景图像和初始前景图像；利用所述绿色差值对所述初始阿尔法通道图像进行柔化处理，得到第一阿尔法通道图像；基于环境光因子对所述第一阿尔法通道图像进行环境光去除处理，得到最终阿尔法通道图像，所述最终阿尔法通道图像包括待合成的背景图像和经处理的前景图像；对所述最终阿尔法通道图像、待合成的背景图像和经处理的前景图像进行合成。优选的，所述利用所述绿色差值对所述初始阿尔法通道图像进行柔化处理，得到第一阿尔法通道图像，包括：基于所述初始阿尔法通道图像，分析所述初始阿尔法通道图像中的前景图像；根据图像柔化算法，基于所述绿色差值对所述初始阿尔法通道图像的前景图像的边缘进行柔化处理，得到所述第一阿尔法通道图像。优选的，所述基于环境光因子对所述第一阿尔法通道图像进行环境光去除处理，得到最终阿尔法通道图像，包括：确定环境光因子；推导环境光因子与真实阿尔法通道图像的关系；计算出去环境光后的最终阿尔法通道图像。优选的，所述确定环境光因子包括：确定存在环境光情况下环境光因子与合成图像的关系：无环境光的原合成图，通过环境光影响因子，与环境光经过线性叠加得到合成图像。优选的，上述方法还包括：生成一张纯色的绿色背景图像，具体的，利用图像修复技术，对第一阿尔法通道图像的绿色背景区域的缺失部分进行填充，从而生成纯色的绿色背景图像，作为所述待合成的背景图像的参考。优选的，所述基于所述绿色差值得到初始阿尔法通道图像，包括：基于最大类间方差法，得到分割阈值；基于所述分割阈值，对所述绿色差值进行分析，生成初始阿尔法通道图像。一种图像的背景替换装置，包括：初始图像获取单元，用于基于图像当前帧的RGB分量，计算出绿色差值，并基于所述绿色差值得到初始阿尔法通道图像，所述初始阿尔法通道图像包括初始背景图像和初始前景图像；柔化处理单元，用于利用所述绿色差值对所述初始阿尔法通道图像进行柔化处理，得到第一阿尔法通道图像；环境光去除单元，用于基于环境光因子对所述第一阿尔法通道图像进行环境光去除处理，得到最终阿尔法通道图像，所述最终阿尔法通道图像包括待合成的背景图像和经处理的前景图像；图像合成单元，用于对所述最终阿尔法通道图像、待合成的背景图像和经处理的前景图像进行合成。优选的，所述柔化处理单元具体用于，基于所述初始阿尔法通道图像，分析所述初始阿尔法通道图像中的前景图像；根据图像柔化算法，基于所述绿色差值对所述初始阿尔法通道图像的前景图像的边缘进行柔化处理，得到所述第一阿尔法通道图像。优选的，所述环境光去除单元具体用于，确定环境光因子；推导环境光因子与真实阿尔法通道图像的关系；计算出去环境光后的最终阿尔法通道图像。优选的，所述环境光去除单元具体用于，确定存在环境光情况下环境光因子与合成图像的关系：无环境光的原合成图，通过环境光影响因子，与环境光经过线性叠加得到合成图像。优选的，所述环境光去除单元还用于，生成一张纯色的绿色背景图像，具体的，利用图像修复技术，对第一阿尔法通道图像的绿色背景区域的缺失部分进行填充，从而生成纯色的绿色背景图像，作为所述待合成的背景图像的参考。优选的，所述初始图像获取单元具体用于，基于最大类间方差法，得到分割阈值；基于所述分割阈值，对所述绿色差值进行分析，生成初始阿尔法通道图像。与现有技术相比，本专利技术实施例包括以下优点：本专利技术实施例针对现有技术存在的边界不平滑问题，从造成该问题的原因(光线不均匀)出发，针对这种不平滑现象，进行柔化处理，即进行平滑过渡处理，使得合成的效果在边缘部分有一种柔化、羽化的感觉，使其看起来更自然；同时，针对绿幕抠图中环境光干扰造成溢色的问题，提出了基于环境光影响因子的环境光的去除方式。可见，本专利技术对现有基于绿幕抠图的方案进行改进，增加了柔化和去环境光处理，从而使图像更加柔化、自然。附图说明图1是本专利技术的一种图像的背景替换方法实施例的步骤流程图；图2是本专利技术的一种图像的背景替换装置实施例的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参见图1，为本专利技术实施例提供的一种图像的背景替换方法流程图。该方法包括以下步骤：S101：基于图像当前帧的RGB分量，计算出绿色差值，并基于绿色差值得到初始阿尔法通道图像，初始阿尔法通道图像包括初始背景图像和初始前景图像。具体的，计算当前帧图像的G分量与R分量、B分量的差值，即，得到绿色差值。进一步，可基于最大类间方差法，得到分割阈值；基于分割阈值，对绿色差值进行分析，生成初始阿尔法通道图像。其中，大类间方差法也称为大津法(Otsu)，其原理是，利用阈值将原图像分成前景，背景两个图象；前景用来表示在当前阈值下的前景的点数、质量矩、平均灰度；后景用来表示在当前阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像的背景替换方法，其特征在于，包括：基于图像当前帧的RGB分量，计算出绿色差值，并基于所述绿色差值得到初始阿尔法通道图像，所述初始阿尔法通道图像包括初始背景图像和初始前景图像；利用所述绿色差值对所述初始阿尔法通道图像进行柔化处理，得到第一阿尔法通道图像；基于环境光因子对所述第一阿尔法通道图像进行环境光去除处理，得到最终阿尔法通道图像，所述最终阿尔法通道图像包括待合成的背景图像和经处理的前景图像；对所述最终阿尔法通道图像、待合成的背景图像和经处理的前景图像进行合成。

【技术特征摘要】
1.一种图像的背景替换方法，其特征在于，包括：
基于图像当前帧的RGB分量，计算出绿色差值，并基于所述绿色差值
得到初始阿尔法通道图像，所述初始阿尔法通道图像包括初始背景图像和初
始前景图像；
利用所述绿色差值对所述初始阿尔法通道图像进行柔化处理，得到第一
阿尔法通道图像；
基于环境光因子对所述第一阿尔法通道图像进行环境光去除处理，得到
最终阿尔法通道图像，所述最终阿尔法通道图像包括待合成的背景图像和经
处理的前景图像；
对所述最终阿尔法通道图像、待合成的背景图像和经处理的前景图像进
行合成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述绿色差值
对所述初始阿尔法通道图像进行柔化处理，得到第一阿尔法通道图像，包括：
基于所述初始阿尔法通道图像，分析所述初始阿尔法通道图像中的前景
图像；
根据图像柔化算法，基于所述绿色差值对所述初始阿尔法通道图像的前
景图像的边缘进行柔化处理，得到所述第一阿尔法通道图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于环境光因子对
所述第一阿尔法通道图像进行环境光去除处理，得到最终阿尔法通道图像，
包括：
确定环境光因子；
推导环境光因子与真实阿尔法通道图像的关系；
计算出去环境光后的最终阿尔法通道图像。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定环境光因子包
括：
确定存在环境光情况下环境光因子与合成图像的关系：无环境光的原合
成图，通过环境光影响因子，与环境光经过线性叠加得到合成图像。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：生成一张纯色

\t的绿色背景图像，具体的，利用图像修复技术，对第一阿尔法通道图像的绿
色背景区域的缺失部分进行填充，从而生成纯色的绿色背景图像，作为所述
待合成的背景图像的参考。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述绿色差值
得到初始阿尔法通道图像，包括：
基于最大类间方差法，得到分割阈值；
基于所述分割阈值，对所述绿色差...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱龙，
申请(专利权)人：北京奇艺世纪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11