TW200403597A - Automatically detecting and replacing method of new and old background in an object - Google Patents

Description

200403597 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 本發明係有關於一種將來 方法，特別有關於一種可自動 色調盤對應至背景區域中底圖 先前技術 隨著廉價數位影像操取裝 開始喜歡將自已拍攝之數位相 味。目前已有許多影像編輯軟 以使一般的電腦使用者能夠很 作。藉由這些功能，使用者可 與另一張相片或背景影像融合 相片。 對於此種人工假造之相片 決於影像物件層與背景圖案之 需花費很大的工夫在影像融合 輯軟體中，主要使用了以下三 第一疋在邊界像素上施加 與背景影像交接處之色調是慢 是’此種方式僅解決了來源物 附近的差距’整個來源物件與 在° 第二是使用色調控制工具 源物件與背景影像之色調。^ 極佳的色調調整技巧，而且會 源物件融合至一背景影像之 该測並將背景區域中物件層 色調盤之影像融合方法。 置之普及，許多電腦使用者 片加以編輯、修改以增加趣 體長：供了多種極佳之功能， 容易地進行影像編輯的工 以將貫境或合成之數位相片0 在一起，而做出極真之人工 來說，其仿真之程度主要取 融合技術。因此，使用者必 之工作上。在目前的影像編 種方式來進行影像之融合： 柔化之效果，其中來源物件 慢、柔和地完成轉移的。但 件與背景影像色調在交接處 背景影像之色調差距仍然#藝 而以手動的方式自行調整來 種方式需要使用者本身具有 在調整過後在來源物件中產

200403597 五、發明說明（2) 生一些不良之色彩效果。 後 彩 果 中以圈選工具選出-些獨立的區域 調控制工具來手動調整這些區域的色 來源物件中產生不良的色彩效 錄方ϊίίίΐ色彩呈漸進式變化時(例如白雲），這 種方法十刀耗時而且困難。 發明内容 為了解決上述問題，本發明接 — 背景區域中物件層色調盤對應至‘ ：f測二將 影像融合方法。 《厅、區域中底圖色調盤之 偵測目中新舊背景之自動’ ΐ ’且該些相似邊界像素間之差值均小於上第 ;一側：該ϊ::能f函式分別計算出該些位於該來源物 此特汽ϋ Γ衫像一側之相似邊界像素之特徵值。藉由 t = 色調對應"用分割過渡將該來源物 成J數分割區域。在該來源物件中找出複數象= 1;2中：：相似割區域在其特徵值上，與位於# X物：：之相似邊界像素間具有—小於一第二臨限值之 差值’且與位於該重叠區中與相似邊界 第四臨限值之分割區域間，具有—小於第三臨限：丄差 值。使用該色調對應圖調整該些位於該來源物件中之相似

^I：}0599-855OTWF(N1) ;2002-07；vinsh.ptd 第6頁 200403597 五、發明說明（3) — 分割區域。 本發明之另一目的在於提供一種物件中新舊背景之自 動偵測及代換方法，包括以下步驟。找出多組相似邊界像 素’該些相似邊界像素係位於一來源物件及一背景影像間 之一邊界兩旁，且該些同組之相似邊界像素間之差值均小 於一第一臨限值。使用一能量函式分別計算出每一組位於 該來源物件一側及該背景影像一側之相似邊界像素之特徵 值。藉由該些特徵值為每一組相似邊界像素建立一色調對 應圖。使用分割過渡將該來源物件及該來源物件與該背景 影像重疊區位於該背景影像中之部份分割成複數分割區_ 域。在該來源物件中找出複數相似分割區域，每一個相似 分割區域在其特徵值上，與位於該來源物件中之一相對應 組中之相似邊界像素間具有一小於一第二臨限值之差值， 且與位於該重豎區中與該相對應組之相似邊界像素具有小 於一第四臨限值之分割區域間，具有一小於第三臨限值之 差值。使用相對應組之色調對應圖調整位於該來源物件中 每一相似分割區域。 以下’就圖式說明本發明之一種物件中新舊背景之自 動偵測及代換方法之實施例。 實施方式 馨 第5圖顯示了本發明一實施例中之影像融合方法流程 圖。本實施例將配合第5圖及第丨〜4圖進行說明。如第1圖 所示，本實施例中是以一來源物件丨及一背景影像2為例說 明影像融合之方法流程。來源物件1與背景影像2具有一重

fQ599-8550TWF(Nl); 2002-07 ;vinsh.ptd 200403597 五、發明說明（4) 叠區21。 在步驟51中，在來源物件1中之邊界區域12之像素， 以及在背景影像2中之邊界區域22之像素被判定為邊界像 素。邊界區域12及22分別位於來源物件1及背景影像2間邊 界3之兩側。邊界區域丨2及22之寬度則係依據所需要之處 理速度來決定。邊界區域12及2 2之寬度越寬則所需之處理 時間越長。 在步驟52中，相互間之色彩差距小於一給定臨限值之 邊界像素被歸類為一組相似邊界像素。如第2圖所示，其 ^有兩組相似邊界像素。第一組包含了在邊界區域22之 區域221中之像素，以及邊界區域12之子區域κι中之像 素。第二組則包含了在邊界區域22之子區域222中之像 素’以及邊界區域12之子區域122中之像素。 在步驟53中，為每一組相似邊界像素建立一個色調對 應圖。在來源物件1及背景影像2中每一組的相似邊界像素 $具有一個特徵值（如像素之平均值），此特徵值係藉由一 能量函式求得。來源物件丨中之特徵值及背景影像中之特 徵值均會代入一對映函式，如一般常使用之函式，以建 立相對之色調對應圖。以第4圖為例，當在子區域221及 121中之相似邊界像素之平均值分別為1〇〇及19〇時，代入籲 函式後便會產生一個由曲線4所代表之色調對應圖。 在步驟54中，來源物件1及位於背景影像2之重疊區以 會經由分割過濾（segmentation filtering)分割成=個分 割區域131 、 132 、 133 、 134 、 231 及232 。

200403597 五、發明說明（5) 在步驟55中，位协换且 ^ 133及134中，若有任何一 =2之分割區域131、132、 件時，便會被判定為一7相區J同時符合以下三個條 平均值與位於來源物件丨 第一，其所包含像素之 域121或122中之像素） :目似邊界像素（子區 之差值。第二，其所包人々值間具有小於一給定臨限值 4龍域^象Μ子區域121或122中之傻^ ^ ^21之 具有小於一給定臨限值 象素）之平均值間 之位於重疊區2 1之分釗F A ^ 一 在第一條件中提及 ,^, 1之刀割區域内像素之平均值，盥筐化从 中所提及之-組相對相似邊：乂；条件 邊界像素平均值間，具有一小於一給定 :之域132之像素平均值與子區域121像η β ΐ f ϊ 一給定臨限值’且與分割區232像素平均值 間亦具有小於一給定臨限值’而分割區域232之像素平均 值同時又與子區域22 1之像素平均值間具有小於—給定臨 限值時，分割區域132即被判定為一與子區域121及22ι 相似邊界像素相對之相似區域。 在步驟5 6中，使用相對之色調對應圖調整每一個相似 區域中之像素值。再以步驟55中之例子為例，相似區域 132之像素值係經由位於子區域丨21及22ι之相似邊界像素馨 組之色調對應圖來調整。 ^ 在步驟57中，經由融合過渡（blending filter)將來 源物件1及背景影像2中之所有相似邊界像素相互融合。最 後’便可產生一無接縫（seamless)之融合影像。

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在上述之實施例中，像素值 以RGB、HSV或LAB之格式來表示 計异像素平均值及差值時所使用 一 RGB/HSV/LAB之轉換步驟。 雖然本發明已以一較佳實 以限定本發明’任何熟習此技 神和範圍内，當可作些許之更 護範圍當視後附之申請專利範 、像素平均值及差值可以 •當像素之原始值格式與 之格式不同時，可以增加 如例揭露如上，然其並非用 藝者，在不脫離本發明之精 動與潤飾，因此本發明之保 圍所界定者為準。

200403597 圏式簡單說明 第卜3圖顯示了經由本發明一實施例中之影像融合方 法處理之影像流程； 第4圖顯示了本發明一實施例中之影像融合方法中所 建立之色調對應圖； 第5圖顯示了本發明一實施例中之影像融合方法流程 圖。 符號說明 1〜來源物件； 2〜背景圖； 2 1〜重疊區， 12、22〜邊界區； 3〜邊界； 221、22 2、121、122〜子區域； 4〜曲線； 131、132、133、134、231、23 2 〜分割區域。

β 1 l〇599-8550TWF(Nl) ;2002-07; v i nsh. ptd 第11頁

Claims (1)

1. 200403597 六、申請專利範圍 1 · 一種物件中 以下步驟： 找出複數相似 來源物件及一背景 像素間之差值均小 使用一能量函 及邊为景影像一側 藉由該些特徵 使用分割過濾 像重疊區位於該背 在該來源物件 分割區域在其特徵 像素間具有一小於 區中與相似邊界像 間’具有一小於第 使用該色調對 分割區域。 2·如申請專利 動偵測及代換方法 使用融合過濾 素與該背景影像融 3 ·如申請專利 動偵測及代換方法 用其RGB值求得。 新舊背景之自動偵測及代換方法，包括 邊界像素，該 影像間之一邊 於一第 式分別 之相似 值建立 將該來 景影像 中找出 值上， 一第二 素間具 三臨限 應圖調 一臨限 計算出 邊界像 一色調 源物件 中之部 複數相 與位於 臨限值 有小於 值之差 整該些 些相似 界兩旁 值； 該些位 素之特 對應圖 及該來 份分割 似分割 該來源 之差值 一第四 值；以 位於該 邊界像素係位於一 ，且該些相似邊界 於該來源物件 徵值； 側 源物件與該背景影 成複數分割區域；· 區域，每一個相似 物件中之相似邊界 ’且與位於該重疊 臨限值之分割區域 及 來源物件中之相似 範圍第1項所述之物件中新舊背景之自 ’其中更包括以下步驟： 將該些位於該來源物件中之相似邊界像《 合。 範圍第1項所述之物件中新舊背 ’其中該些像素間之差值及V 均值及使

   200403597 六'申請專利範圍 4. 如申請專利範圍第1項所述之物件中新菩皆县^ 動偵測及代換方法，其中該些者景之自 用其HSV值求得。 —素間之差值及平均值及使 5. 如申請專利範圍第1項所述之物 動偵測及代換方法，其中該些 物件中新舊/景之自 用其LAB值求得。 ~象素間之差值及平均值及使 6. 如申請專利範圍第丨項 動偵^及代換方法，其中該些特徵值物/平中均新值售。月景之自 以下步驟種物件中新舊背景之自㈣測及代換方法，包括 來艿=Iί組邊界像素，該些相似邊界像素係位於」 似邊界像素間之差值均小於-第^:值亥些同組之相 侧及3:旦：：函二分別計算出每-組位於該來源物件-及，月豕衫像一側之相似邊界像素之特徵值； 應圖猎由該些特徵值為每一組相似邊界像素建立一色調對 像重ϊ = 該來源物件及該來源物件與該背景影 像重=於该为景影像中之部份分割成複數分割區域，· 八在該來源物件中找出複數相似分割區域，4一個：似· 刀j區域在其特徵值上，與位於該來源物件 ::之相似邊界像素間具有一小於一第二臨限值之=應 於-第四臨限值之分割區域間，具有一小於第=限^ 第13頁 ；Q599.8550TW(Nl)；2002-07;vinsh.ptd

   差值，以及 使用相對應組之色調對靡 一相似分割區域。 ％ " 位於該來源物件中每 8·如申請專利範圍第7項^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 動偵測及代換方法，其中p a & 初仟肀新舊貪景之自 共平更包括以下步驟： 使用融合過濾將該4b位於兮步 素與該背景影像融合。 亥來源物件中之相似邊界像 動二m利範圍第7項所述之物件中新舊背景之白 用其⑽值求得。亥些像素間之差值及平均值及使 10. 如申請專利S s第7項所述之 < ，偵測及代換方法，其中該些 ：二： 用其HSV值求得。 左徂汉卞叼值及使 11. 如申請專利範圍第7項所述之 動偵測及代換方法，豆巾# + #主„ 丁 τ π芎月厅、之自 用其UB值求得。…些像素間之差值及平均值及使 12·如申請專利範圍第7項所述之 動谓測及代換方法，其中該些特徵值係平均值。自