[发明专利]一种用于子弹时间特效的背景替换系统及方法

说明书

一种用于子弹时间特效的背景替换系统及方法，其中系统包括绿幕抠图模块，用于采用绿幕抠图算法对原始输入的最优图像进行处理，以得到第一前景图像；阴影分离模块，用于分离所述第一前景图像中的运动物体和阴影，以得到第二前景图像；图像合成模块，用于将所述第二前景图像与预设背景融合，形成炫酷图像，以用于子弹时间特效制作，本发明用于子弹时间特效的背景替换系统及方法，通过采用绿幕抠图和阴影分离相结合的方法，提取出更准确的前景图像，并将分离的前景合成到更丰富、更酷炫的背景中，用于子弹时间特效制作，提高了子弹时间的炫酷特效，增强了用户体验。

技术领域

本发明属于摄影技术领域，具体涉及一种用于子弹时间特效的背景替换系统及方法。

背景技术

“子弹时间(Bullet time)”被称作“时间切割”或者“时间冻结”，是一种使用在电影、电视广告或电脑游戏中，用计算机辅助的摄影技术模拟变速特效，例如强化的慢镜头、时间静止等效果。子弹时间在好莱坞华纳兄弟电影公司出品的电影《骇客帝国》中，用于表现男主角躲避子弹的场景而为世人所熟知。

子弹时间有相机阵列、单相机拍摄、场景静止、CG动画、多机位重复拍摄五种拍摄模式。子弹时间最初是用一系列围绕物体的静止相机实现的。这些相机阵列通常被同时或者顺序触发快门。把每个相机拍摄的每一帧照片组合起来就可以构成对静止物体的视觉旋转效果，或者超级慢镜头效果。它的特点是不但在时间上极端变化(静止或慢到足以呈现出正常情况下根本不可能观察到的现象)，而且在空间上极端变化。

为形成更加酷炫的视觉特效，可借助图像处理技术手段，丰富子弹时间特效的背景，带来更具画面感的视觉体验。本发明提供一种背景替换装置及方法，采用绿幕抠图与阴影分离技术，将视频图像中的前景和背景信息分离，并将分离的前景合成到更丰富、更酷炫的背景中，形成神奇的视觉效果。

现有的绿幕抠图算法，对绿幕背景的平坦度和灯光环境要求比较高，例如光线不均匀容易造成前景边缘不平滑、前景中有较大阴影等，绿幕背景不平坦容易产生噪点等。

因此，需要提供一种更有效的背景替换方法。

发明内容

现有技术中，绿幕抠图算法，对绿幕背景的平坦度和灯光环境要求比较高，例如光线不均匀容易造成前景边缘不平滑、前景中有较大阴影等，绿幕背景不平坦容易产生噪点等，为了解决这种问题，本发明提供一种用于子弹时间特效的背景替换系统，具体方案如下：

一种用于子弹时间特效的背景替换系统，应用于子弹时间制作系统中，其中，该系统包括：

绿幕抠图模块，用于采用绿幕抠图算法对原始输入的最优图像进行处理，以得到第一前景图像；

阴影分离模块，用于分离所述第一前景图像中的运动物体和阴影，以得到第二前景图像；

图像合成模块，用于将所述第二前景图像与预设背景融合，形成炫酷图像，以用于子弹时间特效制作。

其中，在上述系统中，所述绿幕抠图模块中，用于所述绿幕抠图处理的原始输入图像为用于子弹时间制作系统中的最优图像自动选取模块选取的N张最优图像，且该N张最优图像分别对应子弹时间制作系统N个相机的最优图像；

所述绿幕抠图处理所采用的算法为trimap方法或深度学习方法。

其中，在上述系统中，所述绿幕抠图模块与所述阴影分离模块之间还设有去噪模块；

所述去噪模块用于对第一前景图像进行开操作处理，或进行闭操作处理，或者进行开操作和闭操作的组合处理；

所述对第一前景图像的开操作是先腐蚀后膨胀，以去除背景中的离散噪声；

所述对第一前景图像的闭操作是先膨胀再腐蚀，以去除前景中的空洞噪声。