CN103685976A - 提高led显示屏在录制节目中显示质量的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法和设备，该方法包括步骤：将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分；抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面；将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面；将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。本发明提供的方法和设备，通过图像匹配、抠取前景图像和图像合成的方法来实现图像替换，可以很好地改善电视画面中LED显示屏的显示效果。

Description

提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法和设备

技术领域

本申请涉及电视节目录制过程中LED显示屏的显示效果改进技术领域，具体涉及近景拍摄时电视画面中LED显示屏的画面出现颗粒状或飘忽的条纹，影响LED显示屏的显示质量，干扰电视机前观众的视觉效果等问题，从而利用图像替换来改进显示效果的方法及设备。

背景技术

LED显示屏由LED拼装组成，可通过时空协调完成全彩色视频图像的大面积、高亮显示，是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、网络通信技术、图像处理技术和嵌入式控制技术为一体的高科技产品。LED属眩光小的冷光源，新型LED显示屏具有工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击、性能稳定、易现场拼装等优点。

近年来，LED显示屏以其变化丰富的色彩、图案实时动态的显示模式凸显了完美的多媒体效果，成为信息传播的划时代产品。其强大的视觉冲击力为影视工作者带来了广阔的艺术发挥空间，在影视演播与直播的大型活动中也越来越多地被使用。作为舞台背景，LED显示屏提供了各种生动、绚丽的背景画面和更多的交互功能，使舞台背景画面亦动亦静，使表演和背景融为一体，让人们有身临其境的沉浸感，完美地将表演现场与节目意境深度融合，实现了其他舞台美术设备难以企及的功能和效果。

现场观众对LED显示屏的观看效果和感受十分直观，在屏幕尺寸和像素间距与观看距离适当的情况下，直视式显示屏就可以获得极佳的效果。但是，电视机前观众的数量要远远大于现场观众的数量，所以，电视机前观众的观看效果则是电视技术工作者研究和讨论的重点。很多电视台都使用了LED显示屏，但得到的电视画面效果却差异很大，有的自始至终画面色彩鲜艳、清晰稳定；有的远景时画面小看不清，近景时或者是一些活动的亮点，或者是飘忽的条纹干扰；在一些人物特写镜头中，时常会出现网纹干扰，严重影响电视机观众的视觉感受。

李博航在专利“提高LED图像显示效果的系统”专利号：200920105756.7)中提出将点阵图像经过光学处理，使呈现给观众的图像没有点阵间隙的感觉，从而提高LED图像显示效果的目的。孙婷也在专利“一种提高LED显示屏显示效果的装置”(专利号：201110398036.6)中设置全反射匀光装置，利用反射原理，使显示屏幕上的三基色发光元件发出的光线均匀混合，减少像素间产生的光串扰，降低画面颗粒感，柔化屏幕出光亮度，使画面更加柔和均匀，从而提高LED屏显示效果。由此可以看出，在现有的技术中，一般是从LED显示屏的选型或摄像机的拍摄距离等使用过程中的注意事项方面对电视画面效果进行改善。如使LED显示屏相邻像素中心点之间的距离尽可能小；LED显示屏的填充系数，即每个像素的发光面积与该像素所占物理表面积之比尽可能高；对于确定的显示屏，可以通过调整其在电视荧幕上的图像的大小比例，获得满意的效果；对源图像进行插值后用更多的像素数显示。但是，这些方法都不能从根本上改善近景拍摄时电视画面中LED屏显示的画面出现颗粒状或飘忽的条纹，干扰电视机前观众的视线等问题。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供的一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法和设备，采用图像替换的方法，提高电视画面中LED显示屏的显示效果，具有更强的实用性。

为达到上述目的，本申请采取的技术方案是：提供一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；

通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分；

抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；在优选的实施方式中，可以采用贝叶斯抠图算法获取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像。

将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面；

将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面；

将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。在优选的实施方式中，可以采用梯度比较算法将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像。

所述将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵步骤进一步包括：

分别选择摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两幅图像作为两幅待匹配图像；

分别提取摄像机获得的图像和LED显示屏图像源的特征点；

基于从摄像机获得的图像和LED显示屏图像源提取的特征点，分别构建摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合；

将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点；在优选的实施方式中，图像匹配算法可以为SIFT匹配算法；

根据上述对应匹配点构造变换矩阵。

所述将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点步骤还进一步包括，消除误匹配点；在优选的实施方式中，可以采用RANSAC算法消除误匹配点。

所述根据上述对应匹配点构造变换矩阵步骤进一步包括：根据消除误匹配点后的对应匹配点构造变换矩阵。

本申请还提供了一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的设备，其特征在于包括：

匹配装置，用于将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；

查找装置，用于通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分；

抠取装置，用于抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；

转换装置，用于将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面；

替换装置，用于将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面；

合成装置，用于将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。

所述匹配装置包括：

选择匹配基本单元装置，用于分别选择摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两幅图像作为两幅待匹配图像；

提取特征点装置，用于提取摄像机获得的图像和LED显示屏图像源的特征点；

构造特征集合装置，基于从摄像机获得的图像和LED显示屏图像源提取的特征点，用于构建摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合；

图像匹配装置，用于将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点；

构造变化矩阵装置，用于根据上述对应匹配点构造变换矩阵。

本发明采用的SIFT匹配算法，Scale-Invariant Feature Transform(尺度不变特征转换)算法。

本发明采用的RANSAC算法，Random Sample Consensus，是根据包含异常数据的样本数据集，计算出数据的数据模型参数，得到有效样本数据的算。

本发明提供的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法具有以下有益效果：

1、通过图像匹配、抠取前景图像和图像合成的方法实现图像替换，可以很好地改善电视画面中LED显示屏的显示效果；

2、上述方法可以用在录制节目从导播间传输到电视机的过程中；也可以用在录制节目从摄像机传输到导播间的过程中；具有运用灵活的特点；

3、上述方法不仅可以用于电视节目的录制过程中，还可以用于播放的其它节目的录制过程中，如电影、音乐会等。

本发明提供的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的设备具有以下有益效果：

1、通过匹配装置、抠取装置、转换装置和合成装置，可以很好地改善电视画面中LED显示屏的显示效果；

2、上述设备可以设置在导播间之后和电视机之前，也可以设置在摄像机之后和导播间之前；具有灵活变通的特点；

3、上述设备还具有成本低，易于实现和推广等特点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成本申请的不当限定。在附图中：

图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法的流程图；

图2示意性地示出了图1中的一个步骤的更详细的流程图；

图3示意性地示出了根据本申请一个实施例的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的设备的结构框图；

图4示意性地示出了利用本申请一个实施例的提高LED显示屏在录制节目中显示质量效果的设备布置图；以及

图5示意性地示出了利用本申请另一个实施例的提高LED显示屏在录制节目中显示质量效果的设备布置图；

图6示意性地示出了根据本申请一个实施例的替换后的画面与前景图像融合示意图。

在这些附图中，使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。

工作站是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理以及联网功能。以往由于笔记本电脑的图形功能的限制，使它无法完成一些诸如3D图形设计、CAD产品设计等这样一类对图形显示要求很高的工作。如今，无论是从处理器性能、主板芯片组、图形芯片部分，甚至诸如DVD-RW周边外设，都可以与台式机所比肩，当前的高端笔记本电脑的综合性能已经开始逼近主流的台式机，加上笔记本电脑与生俱来的便于携带、占用空间小、功耗低以及性能稳定等特点，使得越来越多的人开始对产生笔记本图形工作站发生兴趣。同时在日趋激烈的市场竞争中，往往更高的配置更加容易吸引用户。DELL、IBM、惠普、东芝等公司也纷纷将研发精力投入到了这一领域中来。

“图形工作站”是一种专业从事图形、图像(静态)、图像(动态)与视频工作的高档次专用电脑的总称。从工作站的用途来看，无论是三维动画、数据可视化处理乃至cad／cam和eda，都要求系统具有很强的图形处理能力，从这个意义上来说，可以认为大部分工作站都用作图形工作站。

从LED显示屏的选型和使用过程中的注意事项解决LED显示屏在电视等录制节目中显示效果的方法，将使LED显示屏不止成本大大提高或更多地约束艺术创作空间，不能解决根本问题。为了解决电视等录制节目中近景时LED显示屏出现的亮点和飘忽的干扰条纹等问题，本申请公开了一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法。

图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法的流程图100；包括以下步骤：

在步骤101中，将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；图像匹配指的是将两个不同的传感器从同一个景物取得的两幅图像在空间上进行配准，以确定出两幅图像之间的平移及旋转关系。

图2示意性地示出了图1中的步骤101的更详细的流程图200；包括以下子步骤：

在子步骤201中，分别选择摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两幅图像作为两幅待匹配图像。

在子步骤202中，分别提取摄像机获得的图像和LED显示屏图像源的特征点。

在子步骤203中，分别将从上述特征点构成摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合。

在子步骤204中，将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点。

根据本申请的一个实施例，图像匹配算法可以为SIFT匹配算法。

根据本申请的另一个实施例，将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点步骤还进一步包括，消除误匹配点。

根据本申请的又一实施例，消除误匹配点可以采用RANSAC算法。

在子步骤205中，根据上述对应匹配点构造变换矩阵。

根据本申请的一个实施例，可以根据消除误匹配点后的对应匹配点构造变换矩阵。

摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两幅图像分别构成匹配图像和待匹配图像；匹配图像与待匹配图像之间的匹配点对构成一种影射变换关系，FelixKlein提出2D影射变换是一种可逆映射变换，即存在一个3×3的非奇异矩阵M，使得平面IR中的任何一个向量点(x，y)都可以表示成另一个平面IP中的向量点(x′，y′)并存在M的逆矩阵，影射变换方程如下：

$\left\{\begin{array}{c}\left(\begin{array}{c}{x}^{\′}\\ y^{\′}\\ 1\end{array}\right)=\begin{array}{}\end{array}\left[\begin{array}{ccc}{h}_{11}& h_{12}& h_{13}\\ h_{21}& h_{22}& h_{23}\\ h_{31}& h_{32}& h_{33}\end{array}\right]\left(\begin{array}{c}x\\ y\\ 1\end{array}\right)\\ \left(\begin{array}{c}x\\ y\\ 1\end{array}\right)={\left[\begin{array}{ccc}{h}_{11}& h_{12}& h_{13}\\ h_{21}& h_{22}& h_{23}\\ h_{31}& h_{32}& h_{33}\end{array}\right]}^{-1}\left(\begin{array}{c}{x}^{\′}\\ y^{\′}\\ 1\end{array}\right)\end{array}\right.---\left(1\right)$

上述坐标向量是齐次表示方法，且方程中的矩阵M乘以任意一个比例因子不会改变影射变换，因此M中的九个元素中只有八个是独立比率，即一个影射变换只有八个自由度。而每一对匹配点可以得到两个方程，因此至少需要四个以上的匹配点才能计算得出影射变换矩阵M；变换关系如下：

$\begin{array}{c}{x}^{\′}=\frac{x_1^{\′}}{x_3^{\′}}=\frac{h_{11}x+h_{12}y+h_{13}}{h_{31}x+h_{32}y+h_{33}}\\ y^{\′}=\frac{x_2^{\′}}{x_3^{\′}}=\frac{h_{21}x+h_{22}y+h_{23}}{h_{31}x+h_{32}y+f_{33}}\end{array}---\left(2\right)$

把所有匹配点带入上述变换方程，将结果进行最小二乘拟合，即可以得到变换矩阵M：

$M=\left[\begin{array}{ccc}{h}_{11}& h_{12}& h_{13}\\ h_{21}& h_{22}& h_{23}\\ h_{31}& h_{32}& h_{33}\end{array}\right]---\left(3\right)$

在步骤102中，通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分。

例如，LED显示屏图像源上某一点的坐标为(x′，y′)，通过上述变换矩阵M，可以得到摄像机获得的图像中对应的点应为(x，y)，通过上述方法就可以在摄像机获得的图像中找到与LED显示屏图像源对应的画面，并将该画面作为摄像机获得的图像中的匹配部分，相应的LED显示屏图像源中对应部分作为LED显示屏图像源中的匹配部分。

在步骤103中，抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；

抠图指的是通过对给的图像C(z)中每一个像素点P进行前景色F(z)、背景色B(z)以及透明度α(z)的估计，从而将图像中的前景物体提取出来。形式上可以定义为：

C(z)＝α(z)F(z)+(1-α(z))B(z)   (4)

抠图主要用于为图像合成提供前景素材，即将前景元素从给定图像中扣取出来，以便将其余其他前景合成为新图像。因此，抠图的主要目的是为了生成更少瑕疵的合成图像而提供更精细的前景素材。

根据本申请的一个实施例，可以采用贝叶斯抠图算法获取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像。

这里的前景图像指的是位于摄像机获得的图像中LED显示屏部分前面的图像。例如，位于电视画面中舞台上LED显示屏前面的演员、景物或者其他道具等。

贝叶斯抠图算法主要是利用贝叶斯定理来进行颜色的概率计算。贝叶斯抠图算法已经是一项比较成熟的技术，在陆意的硕士学位论文《自然图像抠图技术的研究》或者吕巨建的硕士学位论文《自然图像抠图方法的研究》中对贝叶斯抠图算法给出了详细的描述。

利用上述贝叶斯抠图算法使抠取的物体尽可能完整，细节尽可能得到保持，使最后合成的画面尽可能逼近原始画面。

在步骤104中，将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面。

在上述步骤102中，已经得到LED显示屏图像源中的匹配部分；在通过变换矩阵，利用以下公式得到与摄像机获得的图像中的匹配部分大小一致的画面，并将其作为替换画面。

$\left(\begin{array}{c}{x}^{\′\′}\\ y^{\′\′}\\ 1\end{array}\right)={\left[\begin{array}{ccc}{h}_{11}& h_{12}& h_{13}\\ h_{21}& h_{22}& h_{23}\\ h_{31}& h_{32}& h_{33}\end{array}\right]}^{-1}\left(\begin{array}{c}{x}^{\′}\\ y^{\′}\\ 1\end{array}\right)---\left(5\right)$

其中，LED显示屏图像源中的匹配部分上某一点的坐标为(x′，y′)，通过上述变换矩阵M，可以得到替换画面中对应的点为(x"，y")。

在步骤105中，将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面。

根据本申请的一个实施例，替换后的背景画面可以包括摄像机获得的图像中剔除匹配部分的其它部分和替换画面。

在步骤106中，将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。

在本申请中，用于合成的新背景图像是替换后的背景画面图像，是已知的。而待合成的位置即是摄像机获得的图像中进行图像替换的区域。

根据本申请的一个实施例，最简单快速的融合方法是将前景图像直接复制到待合成的位置，但是对于替换画面和替换后的背景画面图像在光照条件相差很大的情况下则无法得到满意的结果。

无缝图像合成要实现三个一致，即光照一致、透视一致和几何一致。即合成图像的各部分需要具有一致的光照、观察上的一致和几何形状上的匹配。

根据本申请的另一个实施例，可以采用梯度比较算法将前景图像与替换后的背景画面融合得到用于播放的电视、影视录制节目图像，使得合成的图像更加真实自然。

设f₁，f₂分别是前景图像与替换后的背景画面，f₁分割出来的物体所覆盖的区域为Ω(Ω∈S，如图6所示)，如何把前景图像f₁在Ω中的部分与替换后的背景图像f₂在Ω以外的部分合成到新图像g，并使g看起来真实自然，是本申请一个关键的步骤。

要得到光照合理的图像，必须对前景图像中物体的亮度做出调整，使其与替换后的背景画面的亮度一致。梯度比较算法首先求出图像f₁，f₂的灰度图像然后把满足下面条件的作为最后合成图像g的灰度图像：

$\hat{g}{|}_{S/\mathrm{\Ω}}={\hat{f}}_2{|}_{S/\mathrm{\Ω}}---\left(7\right)$

其中，<p，q>表示像素点p，q是相邻像素点，

说明像素点p，q中至少有一个属于Ω。S／Ω指区域S中除去区域Ω外的部分，

是指与在S／Ω中每个像素处的值都相同。式(6)使得合成图像中物体相邻像素点相对亮度与在原图像中的相对亮度基本相同，式(6)和式(7)使得合成图像中物体与背景的亮度一致。

由(6)和(7)得到合成图像中每个像素的灰度之后，再由如下计算合成图像中每个像素的RGB向量。

$g\left(p\right)=\left\{\begin{array}{c}{f}_2\left(p\right),p\&Element;S/\mathrm{\&Omega;}\\ \frac{\hat{g}\left(p\right)}{{\hat{f}}_1\left(p\right)}\&CenterDot;f_1\left(p\right),p\&Element;\mathrm{\&Omega;}\end{array}\right.---\left(8\right)$

其中，f₁(p)、f₂(p)和g(p)为像素点p的三维向量函数。

式(8)使得合成图像中物体在每个像素点处的RGB相对值与在前景图像中相同，又由于物体相邻像素的相对亮度基本不变，从而物体颜色的基本特征并未改变，只是整体亮度发生变化，并且变化后的亮度与背景亮度一致，合成图像看起来真实自然。

本申请一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的设备，图3示意性地示出了根据本申请一个实施例的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的设备300的结构框图；该设备包括：匹配装置301，将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；查找装置302，用于通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分；抠取装置303，用于抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；转换装置304，用于将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面；替换装置305，用于将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面；合成装置306，用于将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。

匹配装置301包括：选择匹配基本单元装置，用于分别选择摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两幅图像作为两幅待匹配图像；提取特征点装置，用于提取摄像机获得的图像和LED显示屏图像源的特征点；构造特征集合装置，基于从摄像机获得的图像和LED显示屏图像源提取的特征点，用于构建摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合；图像匹配装置，用于将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点；构造变化矩阵装置，用于根据上述对应匹配点构造变换矩阵。

图4示意性地示出了利用本申请一个实施例的提高LED显示屏在录制节目中显示质量效果的设备布置图400；摄像机402录制演播室401的节目，并将节目传输到导播间403，导播间403将摄像机402录制的节目发送到提高LED显示屏显示质量的设备300进行图像处理后，再通过电视传输线发送到电视机404或者刻录成影视作品。

图5示意性地示出了利用本申请另一个实施例的提高LED显示屏在录制节目中显示质量效果的设备布置图500；摄像机402录制演播室401的节目，并将节目传输到提高LED显示屏显示质量的设备300进行图像处理后发送到导播间403，导播间403将处理过的录制节目，通过电视传输线发送到电视机404或者刻录成影视作品。

上述分析可知，提高LED显示屏显示质量的设备300上述设备可以设置在导播间403之后和电视机404之前，也可以设置在摄像机402之后和导播间403之前；具有灵活变通的特点。

本领域内的技术人员明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以由各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；

通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分；

抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；

将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面；

将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面：

将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。

2.根据权利要求1所述的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，所述将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵步骤进一步包括：

分别选择摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两幅图像作为两幅待匹配图像：

分别提取摄像机获得的图像和LED显示屏图像源的特征点；

基于从摄像机获得的图像和LED显示屏图像源提取的特征点，分别构建摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合：

将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点；

根据上述对应匹配点构造变换矩阵。

3.根据权利要求2所述的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，所述图像匹配算法为SIFT匹配算法。

4.根据权利要求2或3所述的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，所述将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点步骤还进一步包括，消除误匹配点。

5.根据权利要求4所述的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，所述将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点步骤还进一步包括，采用RANSAC算法消除误匹配点。

6.根据权利要求5所述的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，所述根据上述对应匹配点构造变换矩阵步骤进一步包括：根据消除误匹配点后的对应匹配点构造变换矩阵。

7.根据权利要求1所述的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，采用贝叶斯抠图算法获取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像。

8.根据权利要求1所述的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的方法，其特征在于，采用梯度比较算法将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像。

9.一种提高LED显示屏在录制节目中显示质量的设备，其特征在于包括：

匹配装置，用于将摄像机获得的图像与LED显示屏图像源进行匹配，得到变换矩阵；

查找装置，用于通过变换矩阵找出摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两者的匹配部分；

抠取装置，用于抠取摄像机获得的图像中的匹配部分的前景图像，并保存前景图像；

转换装置，用于将LED显示屏图像源中的匹配部分通过变换矩阵转换得到替换画面；

替换装置，用于将摄像机获得的图像中的匹配部分替换为替换画面，得到替换后的背景画面；

合成装置，用于将替换后的背景画面与前景图像融合得到用于播放的录制节目图像，并保存。

10.根据权利要求9所述的提高LED显示屏在录制节目中显示质量的设备，其特征在于，所述匹配装置包括：

选择匹配基本单元装置，用于分别选择摄像机获得的图像和LED显示屏图像源两幅图像作为两幅待匹配图像；

提取特征点装置，用于提取摄像机获得的图像和LED显示屏图像源的特征点；

构造特征集合装置，基于从摄像机获得的图像和LED显示屏图像源提取的特征点，用于构建摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合；

图像匹配装置，用于将摄像机获得的图像特征集合和LED显示屏图像源特征集合通过图像匹配算法得到上述两个集合之间的对应匹配点；

构造变化矩阵装置，用于根据上述对应匹配点构造变换矩阵。

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