提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法和设备，该方法包括步骤：将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分；抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面；将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面；将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。本发明专利技术提供的方法和设备，通过图像匹配、抠取前景图像和图像合成的方法来实现图像替换，可以很好地改善电视画面中LED显示屏的显示效果。

【技术实现步骤摘要】
提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法和设备
本申请涉及电视节目录制过程中LED显示屏的显示效果改进
，具体涉及近景拍摄时电视画面中LED显示屏的画面出现颗粒状或飘忽的条纹，影响LED显示屏的显示质量，干扰电视机前观众的视觉效果等问题，从而利用图像替换来改进显示效果的方法及设备。
技术介绍
LED显示屏由LED拼装组成，可通过时空协调完成全彩色视频图像的大面积、高亮显示，是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、网络通信技术、图像处理技术和嵌入式控制技术为一体的高科技产品。LED属眩光小的冷光源，新型LED显示屏具有工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击、性能稳定、易现场拼装等优点。近年来，LED显示屏以其变化丰富的色彩、图案实时动态的显示模式凸显了完美的多媒体效果，成为信息传播的划时代产品。其强大的视觉冲击力为影视工作者带来了广阔的艺术发挥空间，在影视演播与直播的大型活动中也越来越多地被使用。作为舞台背景，LED显示屏提供了各种生动、绚丽的背景画面和更多的交互功能，使舞台背景画面亦动亦静，使表演和背景融为一体，让人们有身临其境的沉浸感，完美地将表演现场与节目意境深度融合，实现了其他舞台美术设备难以企及的功能和效果。现场观众对LED显示屏的观看效果和感受十分直观，在屏幕尺寸和像素间距与观看距离适当的情况下，直视式显示屏就可以获得极佳的效果。但是，电视机前观众的数量要远远大于现场观众的数量，所以，电视机前观众的观看效果则是电视技术工作者研究和讨论的重点。很多电视台都使用了LED显示屏，但得到的电视画面效果却差异很大，有的自始至终画面色彩鲜艳、清晰稳定；有的远景时画面小看不清，近景时或者是一些活动的亮点，或者是飘忽的条纹干扰；在一些人物特写镜头中，时常会出现网纹干扰，严重影响电视机观众的视觉感受。李博航在专利“提高LED图像显示效果的系统”专利号：200920105756.7)中提出将点阵图像经过光学处理，使呈现给观众的图像没有点阵间隙的感觉，从而提高LED图像显示效果的目的。孙婷也在专利“一种提高LED显示屏显示效果的装置”(专利号：201110398036.6)中设置全反射匀光装置，利用反射原理，使显示屏幕上的三基色发光元件发出的光线均匀混合，减少像素间产生的光串扰，降低画面颗粒感，柔化屏幕出光亮度，使画面更加柔和均匀，从而提高LED屏显示效果。由此可以看出，在现有的技术中，一般是从LED显示屏的选型或摄像机的拍摄距离等使用过程中的注意事项方面对电视画面效果进行改善。如使LED显示屏相邻像素中心点之间的距离尽可能小；LED显示屏的填充系数，即每个像素的发光面积与该像素所占物理表面积之比尽可能高；对于确定的显示屏，可以通过调整其在电视荧幕上的图像的大小比例，获得满意的效果；对源图像进行插值后用更多的像素数显示。但是，这些方法都不能从根本上改善近景拍摄时电视画面中LED屏显示的画面出现颗粒状或飘忽的条纹，干扰电视机前观众的视线等问题。
技术实现思路
本申请的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供的一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法和设备，采用图像替换的方法，提高电视画面中LED显示屏的显示效果，具有更强的实用性。为达到上述目的，本申请采取的技术方案是：提供一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分；抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；在优选的实施方式中，可以采用贝叶斯抠图算法获取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像。将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面；将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面；将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。在优选的实施方式中，可以采用梯度比较算法将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像。所述将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵步骤进一步包括：分别选择摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两幅图像作为两幅待匹配图像；分别提取摄像机获得的图像和LED显示屏图像源的特征点；基于从摄像机获得的图像和LED显示屏图像源提取的特征点，分别构建摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合；将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点；在优选的实施方式中，图像匹配算法可以为SIFT匹配算法；根据上述对应匹配点构造变换矩阵。所述将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点步骤还进一步包括，消除误匹配点；在优选的实施方式中，可以采用RANSAC算法消除误匹配点。所述根据上述对应匹配点构造变换矩阵步骤进一步包括：根据消除误匹配点后的对应匹配点构造变换矩阵。本申请还提供了一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的设备，其特征在于包括：匹配装置，用于将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；查找装置，用于通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分；抠取装置，用于抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；转换装置，用于将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面；替换装置，用于将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面；合成装置，用于将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。所述匹配装置包括：选择匹配基本单元装置，用于分别选择摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两幅图像作为两幅待匹配图像；提取特征点装置，用于提取摄像机获得的图像和LED显示屏图像源的特征点；构造特征集合装置，基于从摄像机获得的图像和LED显示屏图像源提取的特征点，用于构建摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合；图像匹配装置，用于将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点；构造变化矩阵装置，用于根据上述对应匹配点构造变换矩阵。本专利技术采用的SIFT匹配算法，Scale-InvariantFeatureTransform(尺度不变特征转换)算法。本专利技术采用的RANSAC算法，RandomSampleConsensus，是根据包含异常数据的样本数据集，计算出数据的数据模型参数，得到有效样本数据的算。本专利技术提供的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法具有以下有益效果：1、通过图像匹配、抠取前景图像和图像合成的方法实现图像替换，可以很好地改善电视画面中LED显示屏的显示效果；2、上述方法可以用在录制节目从导播间传输到电视机的过程中；也可以用在录制节目从摄像机传输到导播间的过程中；具有运用灵活的特点；3、上述方法不仅可以用于电视节目的录制过程中，还可以用于播放的其它节目的录制过程中，如电影、音乐会等。本专利技术提供的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的设备具有以下有益效果：1、通过匹配装置、抠取装置、转换装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分；抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面；将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面：将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。

【技术特征摘要】
1.一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；该步骤进一步包括以下分步骤：分别选择摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两幅图像作为两幅待匹配图像；分别提取摄像机获得的图像和LED显示屏图像源的特征点；基于从摄像机获得的图像和LED显示屏图像源提取的特征点，分别构建摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合；将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过SIFT匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点，并采用RANSAC算法消除误匹配点；根据消除误匹配点后的对应匹配点构造变换矩阵；通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分；抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面；将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面；将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。2.根据权利要求1所述的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，采用贝叶斯抠图算法获取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像。3.根据权利要求1所述的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，采用梯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，张敦凤，刘满禄，张静，姜军，张钧涵，丁华建，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51