前景抠取算法在图像及视频处理中的应用研究

《前景抠取算法在图像及视频处理中的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、安徽大学硕士学位论文前景抠取算法在图像及视频处理中的应用研究姓名：包艳霞申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：罗斌2010-01前景抠取算法在图像及视频处理中的应用研究摘要本文主要研究基于图像和视频的硬抠取技术和软抠取技术。图像及视频的硬抠取技术和软抠取技术在工业中应用广泛，有很好的应用前景，在电影工业和医学产业中有很强的应用。现在的电影，特别是科幻和魔幻小说的电影拍摄，为了达到强烈的视觉效果，往往需要很强的后期制作，例如哈利波特这样的电影，后期制作的相当复杂。而电影后期制作中，最重

2、要的一环就是前景的抠取及合成技术。目前工业界广为使用的蓝屏抠像技术已经成熟，但蓝屏抠像技术只能在背景是蓝屏的情况下进行处理，而且需要使用专业的软件工具进行，所以限定了其使用范围，只能适用于一些专业的场合，目前研究的重点是自然环境下的抠像技术，如果这种技术能成熟的应用到实践中去，那么就可以使电影制作技术家庭化，并对媒体产业产生革命的影响。本文对图像和视频的前景抠取技术做出系统的介绍，包括硬分割技术和软抠取技术．硬分割技术是对图像进行二值分割，1表示背景，0表示前景，前景和背景之间没有过渡区域，所以

3、分割效果较为粗糙，但是硬分割技术往往是软抠取算法的前骤，所以相关研究也很有必要。我们对重要的能量最小化求解方法Graphcut算法做出介绍，并具体实现和分析了二个重要的基于Graphcut算法的硬分割算法和应用：懒人抠图和Grabcut算法，并深入分析其性能和特点并对算法做了改进，例子显示我们的方法有效，同时，我们指出-T"Graphcut算法的缺点，并给出了一些建议。我们研究了软抠取技术，我们介绍了一些重要的软抠取算法如蓝屏抠图、贝叶斯抠像、泊淞抠像。一般来说，现有的软抠取算法基于两种类型，一

4、种是前景抠取算法在图像及视频处理中的应用研究基于采样，另一种是基于传播。好的软抠取算法能使得抠取结果有较少的绝对错误率和较高的连续性。我们重点实现了基于闭形式的软抠取算法和基于信任度的软抠取算法，这也是近年来最流行，效果最好的算法之一。在我们的实验中，我们显示了这些方法可以在少量的用户交互式输入下得到高质量的结果。我们将它们和目前的一些重要的软抠取算法作出分析和比较，从而可以更加深入的了解和改进软抠取算法。我们还分析了基于视频的硬抠取和软抠取技术。不同于基于图像的硬抠取技术和软抠取技术，基于视频

5、的抠取技术，需要保持时空一致性。我们介绍了象3DGraphcut算法这样的重要的基于视频硬抠取的算法。我们用光流技术实现基于视频的软抠取，我们用光流技术将三分图在帧间传播，于是我们用可以在每一帧上用基于图像的软抠取技术进行抠取，得利于时间一致性，我们可以从相邻中进行前背景采样，这样就增强了采样的效率，我们的实验结果，证明我们的方法是有效的。最后，我们将这些重要的算法应用到自然场景中去，如雨雪雾等，我们提出了一个处理自然场景的框架。首先我们在自然场景中进行特征提取，找到物体的特征，并用软抠取进行物

6、体抽取，我们的方法还可以用于背景恢复中去，结果显示了我们的方法可以得到很好的结果。我们的创新点包括：(1)我们对GRABCUT算法做出交互上的改进，使得在新的交互下可以有更好的分割结果。(2)我们将测地线距离应用在懒人抠取上，使得新的似然度公式更加有效的表示前背景信息。(3)我们对视频软抠取的采样公式进行优化，指出可以利用帧间连续性提高采样质量。(4)我们将软抠取应用到雪景中去，提出一种对雪景中雪进行探测的方法。(5)我们提出了一个对自然气象环境进行视频处理的框架。关键词：前景抠取图像视频——¨

7、——TheResearchofForegroundExtractingAlgorithmBasedonImageandVideoABSTRACTInthisthesis，wediscussaboutthetechniqueaboutsegmentationandmattingofimageandvideo．Segmentationandmattingtechniqueiswidelyusedinindustry，andaleveryapplicativeincomputerapplication

8、，itiswidelyusedinfilmproductionandmedicalindustry．ForthefilmsuchassciencefictionfilmandmagicfilmlikeHarryPoueLitisveryimportanttousethebluemattingtechniqueandvideocompositiontechniquetoachievedifferentspecialeffects．Thoughbluemattingtechniqueiswidely