JP2007257623A - あるシーンについて取得されたビデオのアルファマットを求める方法およびシステム - Google Patents
あるシーンについて取得されたビデオのアルファマットを求める方法およびシステム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】一組のビデオがカメラアレイにより取得される。アレイ内の中央に位置するカメラが基準カメラとして指定され、基準ビデオを取得する。一組のビデオから前景奥行き面が選択される。各画像の画素強度の分散からtrimapが求められる。背景としてラベル付けされた画素および前景としてラベル付けされた画素の強度の分散がtrimapにおいて未知としてラベル付けされた画素に外挿される。背景としてラベル付けされた画素の強度の平均が、未知としてラベル付けされた画素に外挿されて、基準ビデオのアルファマットが求められる。
【選択図】図1
Description
IRGB=αFRGB+(1−α)BRGB (1)
単一の画像を用いる場合、この問題は、過分に制約不足である。
本発明では、合成リフォーカシングを用いて前景奥行き面111を選択する(110)。本発明は、空間において平面を掃引し、画像中の事前に定義された三角形内の分散が最小化される最も近い奥行きを選択することにより、前景の奥行きを自動的に選択する。分散が小さい場合、その奥行き面において、いくつかの特徴が位置合わせされる。前景物体は、画像の様々な部分にある可能性があるため、本発明では、そのような三角形をいくつか定義し、分散の最も小さい三角形を選択する。「手動フォーカス」は、ユーザが必要なときに自動フォーカスを無効にできるようにする。
従来のマッティング方程式は、画素毎のものである。したがって、本発明では、全ての画像について、各シーン点の分散を求める。本発明では、画像Iにおいてシーン全体を取得するため、近くのシーン点を用いて前景Fおよび背景Bの分散を近似しなければならない。
所与の時刻について、本発明では、シーンのn個(例えば8個)の画像を有する。本発明では、所与のシーン点(画素)pの以下のマッティング方程式を考慮する。
I=1,・・・,nについて
{Ii(p)=α(p)Fi(p)+(1−α(p))Bi(p)} 、(2)
ここで、Ii(p)は、画像iにおいて記録された点pの実際の強度情報に対応する。Fi(p)およびBi(p)は、pの透明度の関数として混合されて所与のIi(p)を与える前景および背景の値であり、α(p)は、この透明度の値である。本明細書では、pという表記を可能な場所ではどこでも省略して読み易さを高める。全ての画素について異なるFiを指定することは、鏡面性等のビューに依存する効果を許容することを意味する。しかし、本発明では、点の透明度は、ビューに依存すると仮定する。したがって、αは、全ての画像にわたって固定である。
I=αF+(1−α)B (3)
本発明では、これらのランダム変数を用いてαおよびαFを解き、これを、I、F、およびBの二次モーメント(すなわち分散)を用いてαを解き、IおよびBの一次モーメント(すなわち、平均)を用いてαFを解くことによって行う。本発明では、Fの平均を用いないことに留意願いたい。
I=αF+(1−α)B (7)
のように書き換えることができ、これらの変数の分散を次のように表すことができる。
var(I)=var[αF+(1−α)B] (8)
var(I)=var[αF+(1−α)B]、
={[(αF+(1−α)B)−{F+(1−α)B}]2}、
={[α(F−{F})+(1−α)(B−{B})]2}、
=α2{(F−{F})2}+(1−α)2{(B−{B})2}、
=α2var(F)+(1−α)2var(B) (9)
ここで、これらの式中の{X}は、Xの平均値を表す。BおよびFが統計的に独立しているという仮定は、式(9)の3行目から4行目への移行部分に示され、ここで、項α(1−α)(F−{F})(B−{B})は、ゼロに等しいものと仮定される。αを求めるために、αの二次方程式を解かなければならない。
[var(F)+var(B)]α2−2var(B)α
+[var(B)−var(I)]=0 (10)
α=(var(B)±√Δ)/(var(F)+var(B)) (11)
ここで、Δは、下式(12)である。
Δ=var(I)[var(F)+var(B)]−var(F)var(B)
(12)
αmin=(var(B))/(var(B)+var(F)) (13)
において到達し、これは、縦軸x=αminに沿って対称である。var(F)=var(B)である場合、常に2つの有効解があり、この方程式のみに基づいて曖昧さを解消することはできない。
(var(B)±√Δ)/(var(F)+var(B))>1
となり、無効な解となる。
(2var(F))/(var(B)+var(F))
これは、非常に小さいため、αminは、いずれにも良好な近似として機能することができる。
Claims (14)
- あるシーンについて取得されたビデオのアルファマットを求める方法であって、
各カメラにより取得されるビデオが1つずつあり、各ビデオは画像シーケンスを含み、各画像は画素を含み、中央に位置するカメラが、指定される基準ビデオを取得するように構成される基準カメラとして指定され、カメラアレイによって取得された一組のビデオから前景奥行き面を選択することと、
各画像中の画素の強度の分散から、前景としてラベル付けされた画素と、背景としてラベル付けされた画素と、未知としてラベル付けされた画素とを含むtrimapを求めることと、
前記背景としてラベル付けされた画素および前記前景としてラベル付けされた画素の前記強度の分散を前記未知としてラベル付けされた画素に外挿することと、
前記基準ビデオのアルファマットを求めるために、前記背景としてラベル付けされた画素の前記強度の平均を前記未知としてラベル付けされた画素に外挿することと
を含むあるシーンについて取得されたビデオのアルファマットを求める方法。 - 前記カメラアレイは、線形アレイである請求項1に記載の方法。
- 前記一組のビデオが取得される間に該ビデオを同期することをさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記カメラアレイの外部パラメータおよび内部パラメータを幾何学的に較正することをさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記前景奥行き面は、前記画像中の事前に定義された三角形内の画素の分散が最小化される最も近い奥行きとなるように選択される請求項1に記載の方法。
- 複数の前景奥行き面が選択される請求項1に記載の方法。
- 前記前景奥行き面は、対話により選択される請求項1に記載の方法。
- 高分散画素が前記前景としてラベル付けされた画素の比較的近くに位置する場合、該高分散画素は、前記前景の部分であると見なされ、低分散画素が該前景から比較的遠くにある場合、該低分散画素は、前記背景の部分として見なされる請求項1に記載の方法。
- 各画像I中の前記画素の前記分散は、var(I)であり、前記前景としてラベル付けされた画素の前記分散は、var(F)であり、前記背景としてラベル付けされた画素の前記分散は、var(B)であり、前記アルファマットは、
α=(var(B)±√Δ)/(var(F)+var(B))
であり、ここで、
Δ=var(I)[var(F)+var(B)]−var(F)var(B)
である請求項1に記載の方法。 - 前記強度は、重み付けされる請求項1に記載の方法。
- 前記カメラアレイは、実質的に2Dの同一平面上にある構成で配置される請求項1に記載の方法。
- 前記前景奥行き面は、合成開口画像を用いて選択される請求項1に記載の方法。
- あるシーンについて取得されたビデオのアルファマットを求めるシステムであって、
各カメラにより取得されるビデオが1つずつあり、各ビデオは画像シーケンスを含み、各画像は画素を含み、中央に位置するカメラが、指定される基準ビデオを取得するように構成される基準カメラとして指定され、カメラアレイによって取得された一組のビデオから前景奥行き面を選択する手段と、
各画像中の画素の強度の分散から、前景としてラベル付けされた画素と、背景としてラベル付けされた画素と、未知としてラベル付けされた画素とを含むtrimapを求める手段と、
前記背景としてラベル付けされた画素および前記前景としてラベル付けされた画素の前記強度の分散を前記未知としてラベル付けされた画素に外挿する手段と、
前記基準ビデオのアルファマットを求めるために、前記背景としてラベル付けされた画素の前記強度の平均を前記未知としてラベル付けされた画素に外挿する手段と
を備えるあるシーンについて取得されたビデオのアルファマットを求めるシステム。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/388,499 US7420590B2 (en) | 2005-09-29 | 2006-03-24 | Video matting using camera arrays |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2007037988A Withdrawn JP2007257623A (ja) | 2006-03-24 | 2007-02-19 | あるシーンについて取得されたビデオのアルファマットを求める方法およびシステム |
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