[发明专利]一种基于实时抑制背景溢色的纯色背景抠像合成方法

说明书

本发明公开了一种基于实时抑制背景溢色的纯色背景抠像合成方法，涉及视频图像处理技术领域，本发明包括利用抠像算法提取输入的视频图像Inputsubgt;img/subgt;的alpha通道图alpha；根据alpha通道图alpha和输入的视频图像Inputsubgt;img/subgt;计算得到前景图foregroundsubgt;img/subgt;；识别前景图foregroundsubgt;img/subgt;中被背景溢色的前景像素，利用三原色成色原理，改变被背景溢色的前景像素的背景色通道值，恢复该前景像素的像素值，得到恢复前景图foresubgt;img/subgt;；利用经典合成算法结合恢复前景图foresubgt;img/subgt;、待合成背景图backgroundsubgt;img/subgt;和alpha通道图alpha完成初步合成，得到初步合成图Csubgt;init/subgt;；对恢复前景图foresubgt;img/subgt;进行前背景边缘处理，得到合成边缘图edgesubgt;img/subgt;；利用修复公式结合合成边缘图edgesubgt;img/subgt;和初步合成图Csubgt;init/subgt;得到最终合成图Csubgt;final/subgt;，本发明具有能较好地去除背景溢色，同时合成时前背景边缘过渡更自然的优点。

技术领域

本发明涉及视频图像处理技术领域，更具体的是涉及一种基于实时抑制背景溢色的纯色背景抠像合成方法。

背景技术

纯色背景的抠像合成是广播电影电视制作领域常用的技术之一，一般来说，就是在电影电视的制作过程中，通过拍摄摄影棚中蓝幕或绿幕前的人或其他内容，然后利用抠像技术去除纯色的背景，提取出前景人物或内容的通道与其他丰富的背景进行叠加，进而创造出更加精彩的画面效果。

目前抠像普遍采用蓝色或绿色作为背景，因此也被称为蓝幕抠像或绿幕抠像。抠像过程中常会遇到一个棘手问题——背景溢色，由于抠像环境灯光、材质反射等原因，导致前景人物或物体上染上背景的颜色，在前背景边缘、毛发、浅色衣服或光照不均匀的环境下背景溢色现象尤为明显。背景溢色让前景人物或物体看起来很脏，且前背景边缘变得模糊，大大增加了抠像的难度。因此，如何抑制背景颜色的溢出，自然还原前景人物或物体的色彩，是纯色背景抠像合成中需要解决的关键问题。

当通过抠像技术提取了带alpha通道的前景图时，由于存在背景溢色，前景图中部分部位已被染色，我们便需要恢复被染色部位的原有颜色，通常，若背景色为绿色，则存在背景溢色的前景色RGB颜色空间三通道满足以下条件：G(R，B)，即G通道分量的值最大，现有技术中常用的背景溢色抑制方法有以下几种：

1、色度偏移法：利用颜色中基础色三原色的原理，任何一种颜色可通过三原色混合而成，假设背景色为绿色G，被染色的前景物体从视觉效果上看，G分量偏多，则可通过改变被染色的前景物体的RGB通道分量来抑制背景色：降低G通道分量，增加RB通道分量；同理，若背景色为蓝色B，则可通过降低B通道分量，增加RG通道分量来抑制背景色；

2、亮度调节法：利用人眼对亮度敏感性最高的特点，将背景溢色部分的前景亮度调暗，这样溢色在一定程度上会减弱；

3、通道替换法：在被染色的前景物体RGB颜色空间三通道中，利用与背景色不同的通道来替换背景色通道，例如背景色为绿色G，可以用R通道或B通道的值来替换G通道值，即将R通道和B通道的值作平均处理后来替换G通道值；

但是上述三种方法均存在一定问题：

1、对于色度偏移法来说，有两种确定偏移量的方法，一种是参数调节法，人根据视觉效果来调节偏移量，这类方法主观性强，往往依靠人的经验，耗时耗力；另一种是自适应偏移量计算法，根据图片直方图、色彩等信息分析预测被染色前的颜色值，这类方法则需要大量的计算，实时性无法保证，且仍需在此基础上进行人工微调；

2、对于亮度调节法来说，溢色部分整体会偏暗甚至出现黑斑，溢色边缘过渡不自然，容易出现明显的违和感；