前景摳取算法在圖像及視頻處理中的應用研究.pdf

1、本文主要研究基于圖像和視頻的硬摳取技術和軟摳取技術。圖像及視頻的硬摳取技術和軟摳取技術在工業(yè)中應用廣泛，有很好的應用前景，在電影工業(yè)和醫(yī)學產(chǎn)業(yè)中有很強的應用?，F(xiàn)在的電影，特別是科幻和魔幻小說的電影拍攝，為了達到強烈的視覺效果，往往需要很強的后期制作，例如哈利波特這樣的電影，后期制作的相當復雜。而電影后期制作中，最重要的一環(huán)就是前景的摳取及合成技術。
　　 目前工業(yè)界廣為使用的藍屏摳像技術已經(jīng)成熟，但藍屏摳像技術只能在背景是藍屏的

2、情況下進行處理，而且需要使用專業(yè)的軟件工具進行，所以限定了其使用范圍，只能適用于一些專業(yè)的場合，目前研究的重點是自然環(huán)境下的摳像技術，如果這種技術能成熟的應用到實踐中去，那么就可以使電影制作技術家庭化，并對媒體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生革命的影響。
　　 本文對圖像和視頻的前景摳取技術做出系統(tǒng)的介紹，包括硬分割技術和軟摳取技術.硬分割技術是對圖像進行二值分割，1表示背景，0表示前景，前景和背景之間沒有過渡區(qū)域，所以分割效果較為粗糙，但是硬分割技術

3、往往是軟摳取算法的前驟，所以相關研究也很有必要。我們對重要的能量最小化求解方法Graphcut算法做出介紹，并具體實現(xiàn)和分析了二個重要的基于Graphcut算法的硬分割算法和應用：懶人摳圖和Grabcut算法，并深入分析其性能和特點并對算法做了改進，例子顯示我們的方法有效，同時，我們指出了Graphcut算法的缺點，并給出了一些建議。
　　 我們研究了軟摳取技術，我們介紹了一些重要的軟摳取算法如藍屏摳圖、貝葉斯摳像、泊淞摳像。一

4、般來說，現(xiàn)有的軟摳取算法基于兩種類型，一種是基于采樣，另一種是基于傳播。好的軟摳取算法能使得摳取結果有較少的絕對錯誤率和較高的連續(xù)性。我們重點實現(xiàn)了基于閉形式的軟摳取算法和基于信任度的軟摳取算法，這也是近年來最流行，效果最好的算法之一。在我們的實驗中，我們顯示了這些方法可以在少量的用戶交互式輸入下得到高質(zhì)量的結果。我們將它們和目前的一些重要的軟摳取算法作出分析和比較，從而可以更加深入的了解和改進軟摳取算法。我們還分析了基于視頻的硬摳取和

5、軟摳取技術。不同于基于圖像的硬摳取技術和軟摳取技術，基于視頻的摳取技術，需要保持時空一致性。我們介紹了象3DGraphcut算法這樣的重要的基于視頻硬摳取的算法。我們用光流技術實現(xiàn)基于視頻的軟摳取，我們用光流技術將三分圖在幀間傳播，于是我們用可以在每一幀上用基于圖像的軟摳取技術進行摳取，得利于時間一致性，我們可以從相鄰中進行前背景采樣，這樣就增強了采樣的效率，我們的實驗結果，證明我們的方法是有效的。
　　 最后，我們將這些重要的

6、算法應用到自然場景中去，如雨雪霧等，我們提出了一個處理自然場景的框架。首先我們在自然場景中進行特征提取，找到物體的特征，并用軟摳取進行物體抽取，我們的方法還可以用于背景恢復中去，結果顯示了我們的方法可以得到很好的結果。
　　 我們的創(chuàng)新點包括：
　　 (1)我們對GRABCUT算法做出交互上的改進，使得在新的交互下可以有更好的分割結果。
　　 (2)我們將測地線距離應用在懶人摳取上，使得新的似然度公式更加有效的表