[发明专利]分割像素图像的方法和装置

说明书

                         技术领域

本发明涉及一种将像素图像分割为至少一前景区和至少一背景区的方法和装置。为了简化信息率和/或提高前景区的压缩质量，这种技术可以用在视频压缩领域中。这种技术还可以用在合成新图像顺序，通过用另一个背景图像或另一个背景的顺序来重复分割的背景。此外，可能的应用包括视频通讯，视频会议，电视播送，因特网多媒体应用，MPEG-4应用例如图像压缩，人脸检测应用和实时视频跟踪系统例如观测员跟踪具有立体效果画面的3D显示。

                      发明背景

这种技术的一个具体应用是在数字摄影机和其它在多媒体应用中的数字图像捕获和记录装置。这种装置的一个例子是夏普因^特网ViewCam VN-EZ系列。

许多已有的图像处理和分析应用包括具有前景目标的图像顺序，通常是临时被激活，且背景是相对静止的。当前景目标移动和/或改变形状时，部分背景图幅可以被覆盖和/或未被覆盖。对这些应用来说，具有将图像分割成前景区和背景区的能力是很有用的。

夏普公司因^特网ViewCam VN-EZ是一制作多媒体应用的MPEG-4数字记录装置。该记录装置使计算机用户将活动图像合并到它们的多媒体应用中，例如主页，因特网传播，和e-mail通信。这种记录装置使用MPEG-4数字移动图像压缩标准和微软高级流动格式(advanced streaming format)来产生活动图像文件，该文件较小，因此，对因特网分布来说更具实际意义。这种视频数据记录在智能多媒体存储卡中，大约提供一个小时的记录时间。

例如，图像捕获可以在具有平面墙壁的家庭中作为静止的背景来使用。例如，成功的分割将使不同的压缩技术在前景区和背景区中使用。然后可以实现一更高的压缩率，具有较长的记录时间，在前景区具有高质量。此外，背景可以由其他场景来重复以产生一特殊的效果来对用户增强吸引力。新的背景图像可以是自然图像和使用因特网连接的合成图像或计算机生成图像。用户能存储，浏览，打印和交换背景图像和用因特网连接和数据供给网站提供的合成图像，例如夏普^Spacetown。生成具有特殊效果的新图像的能力增强了这种装置对用户的吸引力。

这种特征可以用来增强具有图像处理能力的其它移动装置的吸引力。这种例子是夏普^移动电话J-SH系列。这些可移动电话用多媒体性能来装备，用于作为e-mail接收和发送图像。图像由内置式薄膜晶体管(TFT)液晶显示器(LCD)来显示。但是，可移动电话经常设计为处理单个图像而不是视频顺序，因此不同于既能用于单个图像又能够处理视频顺序的因特网ViewCam，。

限于处理单个图像的可移动电话和其他装置，期望具有分割单个图像的能力。使用分割视频顺序的技术分割单个图像是可能的。但是视频顺序包括多个前景和背景的信息。例如，前景目标能从一个图像移动到另一个图像，而背景保持静止。移动信息可被摘取来促进前景和背景的分割。实际上，使用分割单个图像的技术可以是用于分割视频顺序的最有效的技术。在有些情况中，分割单个图像比分割视频顺序是更困难的。

早期的系统使用精细控制的背景诸如同一的彩色屏幕或者在前景对象之后照度背托执行分割。例如，US5808682公开了从特殊的背景中分割前景对象的数据压缩系统，它通过已知的颜色统一被照亮。可以利用任意颜色，不过蓝色更为通用。因此这种类型的颜色背托经常被称为蓝色背托。然后前景对象可利用著名的色度键技术来分割。在大型的彩色背托上，实现同一的照度不是非常简单的事情。US5424781公开了一线性图像合成系统，该系统对非同一照度和/或没有引起边发光，边发暗，边细节损失和其它变形的颜色背托的颜色进行校正。