保持时间连贯性的视频抠图与合成

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1、硕±学位论文保持时间连贯性的视频枢图与合成作者姓名李亚星学科专业计算机科学与技术指导教师李桂清教授，所在学院计算机科学与工程学院论文提交日期２０１６年６月TemporallycoherentvideomattingandcompositionADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiYaxingSupervisor：Prof.LiGuiqingSouthChinaUniversityofTechn

2、ologyGuangzhou,China分类号：TP391.41学校代号：10561学号：201320130037华南理工大学硕士学位论文保持时间连贯性的视频抠图与合成作者姓名：李亚星指导教师姓名、职称：李桂清教授申请学位级别：硕士学位学科专业名称：计算机科学与技术研究方向：多媒体技术及应用论文提交日期：2016年6月13日论文答辩日期：2016年6月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：赵跃龙教授委员：李桂清教授、何克晶教授、张见威副教授、罗荣华副教授华南理工大学学

3、位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电

4、子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。□不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：指导教师签名：日期作者联

5、系电话：电子邮箱：联系地址(含邮编)：摘要抠图是指从静态图像或者连续的视频序列中精确地将感兴趣的前景对象从背景中分离出来的过程。抠图是图像和视频编辑的基础操作，在照片编辑、影视动画制作、虚拟现实等领域有着广泛的应用。相较于图像抠图，视频抠图的难点在于，需要保证得到的前景序列在视觉上满足空间及时间的连贯性。此外，视频抠图数据量更庞大，场景复杂多变，因而会消耗更多的计算与存储资源，也可能需要更多的用户交互。本文提出了一个基于关键帧提取、光流传播及贝叶斯抠图的视频抠图框架。首先，利用帧间差异自动地提取视频中

6、的关键帧，以解决手工选取关键帧时因缺乏准确的度量而导致结果不确定性问题。其次，采用GrabCut分割算法半自动地生成关键帧上的Trimap图，再利用双向光流传播自动生成中间各帧的Trimap图，并利用视频帧颜色、梯度等信息修正光流传播产生的误差。接下来，将贝叶斯抠图应用于视频，加入三维的颜色采样来扩充像素的采样范围，充分利用了时间维的信息；同时在抠图算法中加入对?值的三维平滑约束，从而加强前景序列在空间和时间上的连贯性，减少了闪烁和抖动现象。最后，实现了一个视频抠图与合成的原型系统，对本文提出的处理框

7、架进行了验证。系统提供多种用户交互工具，除了完成视频的抠图外，还支持新视频的合成。实验结果表明，本文所提出的保持时间连贯性的视频抠图算法能够有效地提高视频抠图的效率，并且能够获得时间连贯和空间准确的视频抠图结果。关键词：视频抠图；关键帧；光流；时间连贯性；贝叶斯抠图IABSTRACTImage/videomattingreferstotheproblemofaccuratelyextractingforegroundobjectsfromimagesorvideos.Itisafundamentalo

8、perationofimage/videoediting.Itiswidelyusedinavarietyoffields,suchasphotoediting,filmandanimationproduction,andvirtualreality.Comparedtoimagematting,videomattingshouldensuretogeneratetemporallycoherentmattesbecausethehumanvisuals