CN106023196A - 一种基于目标人物的非单色背景抠像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于目标人物的非单色背景抠像方法，该方法可以用于视频信号和图片信号的处理，通过制作不同类型遮罩图片，然后根据Alpha通道值于目标信号进行合成，实现复杂背景的抠像。不需要再用预分类器先筛选符合的像素点，再逐个像素点比对特征，应用Alpha遮罩即可一步到位；若遇到人体轮廓的图片模板与目标人物有所偏差，可通过实时微调人体轮廓的图片，达到最佳匹配值后保存再应用。

Description

一种基于目标人物的非单色背景抠像方法

技术领域

本发明涉及计算机图像处理领域，尤其涉及一种基于目标人物的非单色背景抠像方法。

背景技术

传统的抠像方法，均是基于单色的目标背景，如蓝色、绿色等常见抠像色，通过剔除画面中的蓝色或绿色等单色的阙值，来实现人物独立出来并与背景结合的方式。这种方式由于是无差别式处理，对画面中的目标人物一样会造成影响，造成目标人物信号质量损失；并且由于单色背景的限制，对整个技术的推广应用也带来了诸多不便。

传统的蓝/绿单色抠像，由于采取单色去除的应用算法，对拍摄人物的着装、装饰、道具等均有一定的要求。比如蓝色背景抠像，则要求拍摄人物不能穿着蓝色相关或者反光性强的衣物，不能佩戴蓝色相近的饰物，也不能使用透明或者反光性的道具，否则会对抠像效果造成很大的影响，出现比如蓝边、黑边、抠透等的瑕疵和失败效果。因此，传统抠像方式基于蓝、绿背景的环境限制，无法适用背景是复杂的环境的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于目标人物的非单色背景抠像方法，包括以下步骤：

步骤1，制作带Alpha通道的人体轮廓的遮罩图片，所述遮罩图片至少有一种，各遮罩图片中的人体轮廓各不相同；

步骤2，将所述遮罩图片中的人体轮廓内的Alpha通道值均设为1；人体轮廓外的Alpha通道值均设为0；人体轮廓线附近所处的过渡区域，由外到内的Alpha通道值由0至1，以此产生过渡效果；

步骤3，输入带有目标人物的目标信号，根据目标信号内的目标人物的体型和年龄段选择与目标人物相匹配的带Alpha通道的人体轮廓的遮罩图片，对所述遮罩图片进行微调，使人体轮廓适应目标人物的体型大小；

步骤4，将目标信号和带Alpha通道的人体轮廓的遮罩图片进行合成；合成后的图像中，所述遮罩图片中Alpha通道值为0的部分，使用遮罩图片中对应位置的像素作为最终像素；所述遮罩图片中Alpha通道值为1的部分，使用目标信号中对应位置的像素作为最终像素；

步骤5，在所述过渡区域中，将所述遮罩图片和目标信号中对应的像素点根据Alpha通道值的权重进行混合后，输出最终图像。

进一步的，所述遮罩图片中的人体轮廓是根据不同的人体体型和年龄段进行差异化制作。

进一步的，所述人体体型至少包括胖、瘦、高、矮这四种；所述年龄段至少包括童年、少年、青年、中年和老年这五种。

进一步的，所述目标信号包括视频信号和图片信号。

进一步的，所述遮罩图片的制作包括下列步骤：

步骤01，使用绘图软件工具，新建一个像素为640*480、分辨率为72DPI的空白文档；

步骤02，选取一张带有人物的照片放到图层1，并将所述照片调整至合适大小；

步骤03，将背景图层填充成纯黑色；

步骤04，新建一个纯黑色的图层2；

步骤05，在图层2中画出与图层1中人物大小大致相同的白色区域，所述白色区域的边界与图层1中人物的轮廓；

步骤06，将图层2的不透明度调成100%，并将图层1隐藏；

步骤07，将图片存储为32位的BMP格式，完成遮罩图片的制作。

进一步的，所述步骤05中，先将图层2的不透明度调低至能够看到图层1中人物轮廓的大小，这样方便绘制人体轮廓。

进一步的，所述步骤05中，所述白色区域的边界比人物的轮廓略大一些。

进一步的，所述遮罩图片的制作包括下列步骤：

步骤01，使用绘图软件工具，新建一个像素为640*480、分辨率为72DPI的空白文档；

步骤02，将背景图层填充成纯黑色；

步骤03，使用选择工具绘制规则图形的选区，羽化值调成55；

步骤04，在背景图层中画出规则图形，该规则图形可以根据需要画成矩形或圆形等；

步骤05，将选区填充呈纯白色；

步骤06，将该文档存储为32位的BMP格式。

本发明的优点：

1、对拍摄的环境、器材、操作人员无任何要求，基于非蓝/绿背景虚拟抠像方式的实现方式，不再需要严苛的灯光环境、纯色无反光背景，高指标的摄像设备以及相对专业的技能，任何一个人均可以通过这种简易的模板应用，实现抠像的效果；

2、对拍摄的人物着装、装饰没有任何要求，传统的蓝/绿单色抠像，由于采取单色去除的应用算法，对拍摄人物的着装、装饰、道具等均有一定的要求。比如蓝色背景抠像，则要求拍摄人物不能穿着蓝色相关或者反光性强的衣物，不能佩戴蓝色相近的饰物，也不能使用透明或者反光性的道具，否则会对抠像效果造成很大的影响，出现比如蓝边、黑边、抠透等的瑕疵和失败效果。但基于目标人物的非蓝/绿背景虚拟抠像方式就不同，它不会对拍摄人物造成任何的信号质量损失，也不要求拍摄人物的着装以及饰物，对拍摄人物信号原样重现；

3、一经抠像算法，就可以合成最终输出画面，无需后期的裁切等繁杂操作。不需要复杂的参数微调，直接应用Alpha遮罩模板即可完成，省却了大量繁琐操作；

4.现场制作遮罩模板，无限制使用，通过PHOTOSHOP等第三方图片制作工具，几个简单的步骤就可以制作出需要的遮罩模板，如有差别，还可以通过系统的微调功能进行调，真正做到随时随地的使用。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的制作流程示意图；

图2是遮罩模板制作过程的流程示意图；

图3是抠像前的示例图；

图4是抠像后的示例图；

图5是带人体轮廓的遮罩模板的图片示例；

图6是带规则图形的遮罩模板的图片示例。

具体实施方式

请参阅图1，是作为本发明的最佳实施例的一种基于目标人物的非单色背景抠像方法，该方法可以用于视频信号和图片信号的处理，尤其适用于人物位置固定的视频，如具有播报员或主持人的电视节目，这类电视节目往往需要将人物和背景进行抠像合成。该方法包括以下步骤：

步骤1，制作带Alpha通道的人体轮廓的遮罩图片，所述遮罩图片至少有一种，各遮罩图片中的人体轮廓各不相同；所述遮罩图片中的人体轮廓是根据不同的人体体型和年龄段进行差异化制作。所述人体体型至少包括胖、瘦、高、矮这四种；所述年龄段至少包括童年、少年、青年、中年和老年这五种。因此，可以根据需要制作很多个具有不同大小或形状的人体轮廓的遮罩图片

步骤2，将所述遮罩图片中的人体轮廓内的Alpha通道值均设为1；人体轮廓外的Alpha通道值均设为0；人体轮廓线附近所处的过渡区域，由外到内的Alpha通道值由0至1，以此产生过渡效果。

步骤3，输入带有目标人物的目标信号，所述目标信号包括视频信号和图片信号。根据目标信号内的目标人物的体型和年龄段选择与目标人物相匹配的带Alpha通道的人体轮廓的遮罩图片，对所述遮罩图片进行微调，如缩放，使人体轮廓适应目标人物的体型大小。

步骤4，将目标信号和带Alpha通道的人体轮廓的遮罩图片进行合成；合成后的图像中，所述遮罩图片中Alpha通道值为0的部分，使用遮罩图片中对应位置的像素作为最终像素；所述遮罩图片中Alpha通道值为1的部分，使用目标信号中对应位置的像素作为最终像素。

步骤5，在所述过渡区域中，将所述遮罩图片和目标信号中对应的像素点根据Alpha通道值的权重进行混合后，输出最终图像。

如图3和4，对比抠像前后的图片，目标人物与背景完美融合，过度区域平滑流畅。

与现有的抠像技术相比，不需要再用预分类器先筛选符合的像素点，再逐个像素点比对特征，应用Alpha遮罩即可一步到位；若遇到人体轮廓的图片模板与目标人物有所偏差，可通过实时微调人体轮廓的图片，达到最佳匹配值后保存再应用。

请参阅图2，所述带有人体轮廓的遮罩图片模板的制作包括下列步骤：

步骤01，使用绘图软件工具，如Photoshop，新建一个像素为640*480、分辨率为72DPI的空白文档；

步骤02，选取一张带有人物的照片放到图层1，并将所述照片调整至合适大小；

步骤03，将背景图层填充成纯黑色；

步骤04，新建一个纯黑色的图层2；

步骤05，将图层2的不透明度调低至能够看到图层1中人物轮廓的大小，这样方便绘制人体轮廓，在图层2中画出与图层1中人物大小大致相同的白色区域，所述白色区域的边界比图层1中人物的轮廓略大一些。

步骤06，将图层2的不透明度调成100%，并将图层1隐藏；

步骤07，将图片存储为32位的BMP格式，完成遮罩图片的制作。

亦可将遮罩图片中的人体轮廓制作成规则图形，具体包括下列步骤：

步骤01，使用绘图软件工具，如Photoshop，新建一个像素为640*480、分辨率为72DPI的空白文档；

步骤02，将背景图层填充成纯黑色；

步骤03，使用选择工具绘制规则图形的选区，羽化值调成55；

步骤04，在背景图层中画出规则图形，该规则图形可以根据需要画成矩形或圆形等；

步骤05，将选区填充呈纯白色；

步骤06，将该文档存储为32位的BMP格式，完成遮罩图片的制作，如图4所示。

综上所述，本发明的优点如下：

1、对拍摄的环境、器材、操作人员无任何要求，基于非蓝/绿背景虚拟抠像方式的实现方式，不再需要严苛的灯光环境、纯色无反光背景，高指标的摄像设备以及相对专业的技能，任何一个人均可以通过这种简易的模板应用，实现抠像的效果；

2、对拍摄的人物着装、装饰没有任何要求，传统的蓝/绿单色抠像，由于采取单色去除的应用算法，对拍摄人物的着装、装饰、道具等均有一定的要求。比如蓝色背景抠像，则要求拍摄人物不能穿着蓝色相关或者反光性强的衣物，不能佩戴蓝色相近的饰物，也不能使用透明或者反光性的道具，否则会对抠像效果造成很大的影响，出现比如蓝边、黑边、抠透等的瑕疵和失败效果。但基于目标人物的非蓝/绿背景虚拟抠像方式就不同，它不会对拍摄人物造成任何的信号质量损失，也不要求拍摄人物的着装以及饰物，对拍摄人物信号原样重现；

3、一经抠像算法，就可以合成最终输出画面，无需后期的裁切等繁杂操作。不需要复杂的参数微调，直接应用Alpha遮罩模板即可完成，省却了大量繁琐操作；

4.现场制作遮罩模板，无限制使用，通过PHOTOSHOP等第三方图片制作工具，几个简单的步骤就可以制作出需要的遮罩模板，如有差别，还可以通过系统的微调功能进行调整。真正做到随时随地的使用。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 一种基于目标人物的非单色背景抠像方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，制作带Alpha通道的人体轮廓的遮罩图片，所述遮罩图片至少有一种，各遮罩图片中的人体轮廓各不相同；

步骤2，将所述遮罩图片中的人体轮廓内的Alpha通道值均设为1；人体轮廓外的Alpha通道值均设为0；人体轮廓线附近所处的过渡区域，由外到内的Alpha通道值由0至1；

步骤3，输入带有目标人物的目标信号，根据目标信号内的目标人物的体型和年龄段选择与目标人物相匹配的带Alpha通道的人体轮廓的遮罩图片，对所述遮罩图片进行微调，使人体轮廓适应目标人物的体型大小；

步骤4，将目标信号和带Alpha通道的人体轮廓的遮罩图片进行合成；合成后的图像中，所述遮罩图片中Alpha通道值为0的部分，使用遮罩图片中对应位置的像素作为最终像素；所述遮罩图片中Alpha通道值为1的部分，使用目标信号中对应位置的像素作为最终像素；

步骤5，在所述过渡区域中，将所述遮罩图片和目标信号中对应的像素点根据Alpha通道值的权重进行混合后，输出最终图像。

2.根据权利要求1所述的基于目标人物的非单色背景抠像方法，其特征在于：所述遮罩图片中的人体轮廓是根据不同的人体体型和年龄段进行差异化制作。

3.根据权利要求1所述的基于目标人物的非单色背景抠像方法，其特征在于：所述人体体型至少包括胖、瘦、高、矮这四种；所述年龄段至少包括童年、少年、青年、中年和老年这五种。

4.根据权利要求1所述的基于目标人物的非单色背景抠像方法，其特征在于：所述目标信号包括视频信号和图片信号。

5.根据权利要求1所述的基于目标人物的非单色背景抠像方法，其特征在于：所述遮罩图片的制作包括下列步骤：

步骤01，使用绘图软件工具，新建一个像素为640*480、分辨率为72DPI的空白文档；

步骤02，选取一张带有人物的照片放到图层1，并将所述照片调整至合适大小；

步骤03，将背景图层填充成纯黑色；

步骤04，新建一个纯黑色的图层2；

步骤05，在图层2中画出与图层1中人物大小大致相同的白色区域，所述白色区域的边界与图层1中人物的轮廓；

步骤06，将图层2的不透明度调成100%，并将图层1隐藏；

步骤07，将图片存储为32位的BMP格式，完成遮罩图片的制作。

6.根据权利要求5所述的基于目标人物的非单色背景抠像方法，其特征在于：所述步骤05中，先将图层2的不透明度调低至能够看到图层1中人物轮廓的大小，这样方便绘制人体轮廓。

7.根据权利要求5所述的基于目标人物的非单色背景抠像方法，其特征在于：所述步骤05中，所述白色区域的边界比人物的轮廓略大一些。

8.根据权利要求1所述的基于目标人物的非单色背景抠像方法，其特征在于：所述遮罩图片的制作包括下列步骤：

步骤01，使用绘图软件工具，新建一个像素为640*480、分辨率为72DPI的空白文档；

步骤02，将背景图层填充成纯黑色；

步骤03，使用选择工具绘制规则图形的选区，羽化值调成55；

步骤04，在背景图层中画出规则图形，该规则图形可以根据需要画成矩形或圆形等；

步骤05，将选区填充呈纯白色；

步骤06，将该文档存储为32位的BMP格式。