[发明专利]一种基于颜色差异的抠图方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于颜色差异的抠图方法，属于计算机视觉和图像处理领域。 

背景技术

颜色空间（colorspace）：也称彩色模型（又称彩色空间或彩色系统），它的用途是在某些标准下用通常可接受的方式对彩色加以说明。本质上，彩色模型是坐标系统和子空间的阐述。位于系统的每种颜色都有单个点表示。现在采用的大多数颜色模型都是面向硬件或面向应用的。颜色空间从提出到现在已经有上百种，大部分只是局部的改变或专用于某一领域。常用有RGB，CMY，HSV,HSI等。本发明将涉及到RGBA颜色空间，其中A表示alpha分量，R表示红色（red）分量，G表示绿色（green）分量，B表示蓝色（blue）分量。在计算机存储中用八比特位表示一个分量，即各分量的取值范围是[0,255]。 

alpha分量：计算机图像学中度量像素不透明度的单位。具有最大alpha值的像素是不透明的，alpha值为零的像素是透明的，而具有中间值的像素是半透明的，并且透明度由最大alpha值到最小值之间均匀递增。 

键控（Key）：利用一个视频信号中不同部位参量（例如亮度和色度）的不同，经过处理形成高/低双值键控信号，去控制电子开关，使待合成的两路视频信号交替输出，形成一个画面的一部分被抠掉而填进另一画面的效果，俗称“抠像”。一般情况下，被抠的图像是背景图像，填入的图像为前景图像。用来抠去图像的电信号称为键信号，形成这一信号的信号源为键源。对于图像的处理，则称为抠图。 

掩码（Mask）：在计算机学科及数字逻辑中指的是一串二进制数字，通过与目标数字的按位操作，达到屏蔽指定位而实现需求。通过掩码便可保留图像中需要的的部分，去除不需要的部分 

遮罩（Matte）：在掩码里，只有两种透明度，1和0，即完全透明和完全不透明，而遮罩则可以包含很多层次的透明度，图像中每个像素都可以有自己的透明度，这些像素的透明度有着丰富的层级，可以合成、融合。 

键控（抠图）技术是一种把任意图像中的前景部分从背景部分中分离出来的一种图像处理技术。它在电影电视特效特技制作等方面有着广泛而深入的应用。在电影和电视中，抠图已经被用于将前景（例如，行动者）和背景（例如，风景）图像合成为最终图像。色度键（绿屏幕）技术是广泛使用的方法，用于将行动者 抠图至新的背景。对于数字图像，可以直接操作像素点，由此只需用户提供某些输入，诸如标记背景区域，即可将前景对象从目前图像中抠出。标记越简单，处理就越用户友好。 

目前常见的键控（抠像）技术有差异蒙板，亮度键，内部/外部键，线性色键，颜色差异键，颜色键等。 

差异蒙板：需要另外准备一张背景图像，通过比较背景图像和原图中相应点的颜色差异来估计alpha值。 

亮度键：利用键源图像中亮度成分来形成键信号，它要求键源图像要有较高的亮度反差，即键源中作前景的图像部分要亮，其余部分要暗（黑），要形成明显的黑白反差。亮度键又称黑白键。 

内部键：是以参与键控特技其中的一路信号作为键信号来分割画面的，也就是说键源与前景图像是同一个图像。内部键也称自键，一般用于文字、图形的叠加。内部键的键源信号通常是在黑底上的白色字符或图形，它的电平只有高低两种，且对应白色部分的电平高。 

外部键：是相对于内部键而言的，其键信号由第三路键源图像提供，而不是参与键控特技的前景或背景图像。外部键的键源信号通常也是黑底上的白色字符或图形，填充信号通常为单一色调的彩色信号，因此外部键特技通常用于彩色字幕或图形的插入。 

键控技术的基本原理和步骤大致是一样的，主要包括： 

（1）做遮罩，这是为了保证抠像物体能有尽量清晰的边缘细节。 

（2）把抠像物体的遮罩做虚边，然后合成时把虚边往里面蚀入一些，这样可以避免边缘经常出现的闪动和锯齿，物体与背景的边缘有自然的过渡。 

（3）褪蓝。位于前景的抠像物体边缘通常会因为环境色的反射而带有蓝边，所以需要经过褪蓝这一步骤把溢出的蓝边去掉。 

（4）颜色修正。在抠像特技完成后，还需要根据最终效果仔细调整每个镜头间的色调，一定要使全片的色调保持一致。 

以上常见的键控技术对于图像的抠图，需要用户提供的标记以及抠图的效果各不相同，比如差异蒙板需要用户提供另外的背景图像，亮度键要求原图有较高的亮度反差，外部键需要第三路键源图，颜色键无法处理透明效果等。这些现有键控技术操作较为繁琐。 

发明内容