WO2017088618A1 - 图片合成方法及装置 - Google Patents

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李嵩
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努比亚技术有限公司
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    • G06T3/14—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00—Geometric image transformation in the plane of the image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00—Geometric image transformation in the plane of the image
    • G06T3/40—Scaling the whole image or part thereof
    • G06T3/4038—Scaling the whole image or part thereof for image mosaicing, i.e. plane images composed of plane sub-images

Definitions

  • the selecting a picture from a plurality of pictures as a reference frame picture in a specific manner includes:
  • FIG. 3 is a schematic diagram of functional modules of a first embodiment of a picture synthesizing apparatus of the present invention
  • Output unit 150 is configured to provide an output signal (eg, an audio signal, a video signal, an alarm signal, a vibration signal, etc.) in a visual, audio, and/or tactile manner.
  • the output unit 150 may include a display unit 151 or the like.
  • the various embodiments described herein can be implemented in a computer readable medium using, for example, computer software, hardware, or any combination thereof.
  • the embodiments described herein may be through the use of application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays ( An FPGA, a processor, a controller, a microcontroller, a microprocessor, at least one of the electronic units designed to perform the functions described herein, in some cases, such an embodiment may be at the controller 180 Implemented in the middle.
  • implementations such as procedures or functions may be implemented with separate software modules that permit the execution of at least one function or operation.
  • the software code can be implemented by a software application (or program) written in any suitable programming language, which can be stored in memory 160 and executed by
  • the synthesis order may be W 1 , W 2 , . . . , W n-1 , and may also be W n-1 , W n-2 , . . . , W 1 .
  • the relationship of coverage between different subjects in the synthesis sequence is also different, because at the same position, the post-synthesized subject covers the first synthesized subject.
  • the composite picture is I fusion and initialized to F r .
  • the current template to be synthesized is Mask ij , after this synthesis,
  • I fusion (x,y) Mask ij (x,y) ⁇ W i +(1-Mask ij (x,y)) ⁇ I fusion (x,y);
  • a template map is generated for each connected area below.
  • the template map generation method is as follows:
  • the user by automatically finding the main body area of a plurality of photos and synthesizing into a photo, the user only needs to take multiple photos of different subjects in the same scene, and the device is passed through the device.
  • the synthesis of multiple subjects can be automated, saving a lot of manual work.

Abstract

一种图片合成方法及装置，其装置包括：图片获取模块(201)，设置为获取多张图片；图片配准模块(202)，设置为对多张图片进行特征配准，获取多张图片的公共区域；主体提取模块(203)，设置为从多张图片的公共区域中分别提取每一张图片的主体区域；图片合成模块(204)，设置为将所有图片的主体区域进行合成。可以自动提取多张照片中主体区域并合成到一张照片，使用者只需要在同一场景拍摄多张主体不同照片，终端系统将自动完成多个主体的合成操作，节约了大量的人工操作。

Description

图片合成方法及装置 技术领域
本文涉及但不限于图片处理技术领域，尤其涉及一种图片合成方法及装置。
背景技术
随着可拍照智能设备越来越普及，拍照方式趣味化、简单化成为拍照软件的一个发展方向。克隆相机是近些年出现的一类软件，它通过在同一场景拍摄多张照片，照片主体在不同位置摆不同的姿态，最终将多次拍摄的照片主体合成到一张照片上。
但是，相关的克隆相机软件，要求拍摄者在拍摄完成后手动选取照片中主体的区域，以引导照片合成，这种操作繁琐而费时。
因此，有必要提供一种方法，能够自动对比并发现多张照片中主体区域的位置，并自动完成合成，可以为拍摄者省去了大量的人工过程。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本发明实施例提出一种图片合成方法及装置，能够实现多张照片中主体区域自动合成，简化用户操作。
本发明实施例提供的一种图片合成装置，包括：
图片获取模块，设置为获取多张图片；
图片配准模块，设置为对所述多张图片进行特征配准，获取所述多张图片的公共区域；
主体提取模块，设置为从所述多张图片的公共区域中分别提取每一张图片的主体区域；
图片合成模块，设置为将所有图片的主体区域进行合成。
可选地，所述图片配准模块包括：
参考帧选取单元，设置为从所述多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，其他图片作为待配准帧图片；
配准参数计算单元，设置为以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数；
图片变换单元，设置为根据所述配准参数，分别对所述配准参数对应的待配准帧图片进行变换，使之与所述参考帧图片匹配，得到配准图片；
公共区域提取单元，设置为提取所有配准图片中区域的交集，得到所有配准图片的公共区域。
可选地，所述配准参数计算单元，是设置为通过如下方式实现以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数：选取变换模型和配准特征；根据选取的变换模型和配准特征，以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数。
可选地，所述主体提取模块包括：
帧差单元，设置为基于配准图片的公共区域，分别将每一配准图片与参考帧图片进行差异比较，获得每一配准图片的帧差图像；对所述帧差图像进行二值化处理，得到帧差二值图像；
参考帧主体提取单元，设置为提取所有所述帧差二值图像的交集，获得所述参考帧图片的主体区域；
连通区域提取单元，设置为根据每一配准图片的帧差二值图像，对应提取每一配准图片的连通区域，得到每一配准图片的主体区域。
可选地，所述图片合成模块，是设置为将所有配准图片的主体区域合成到所述参考帧图片的主体区域。
可选地，所述装置还包括：
图片输出模块，设置为对合成后图片进行处理和/或对外发送。
可选地，参考帧选取单元，是设置为通过如下方式实现从所述多张图片 中选取一张图片作为参考帧图片：
随机从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，或以特定方式从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片；
所述以特定方式从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，包括：
选择第一帧图片作为参考帧图片；或
选择最后一帧图片作为参考帧图片；或
从所述多张图片中选出清晰度最高的一帧图片作为参考帧图片。
可选地，所述配准特征包括：特征点、互相关、互信息量中的任意一种。
可选地，所述对合成后图片进行处理包括：图片压缩、图片保存、和/或图片显示。
可选地，所述变换模型包括：几何变换、相似变换、仿射变换或射影变换。
本发明实施例还提出一种图片合成方法，包括：
获取多张图片；
对所述多张图片进行特征配准，获取所述多张图片的公共区域；
从所述多张图片的公共区域中分别提取每一张图片的主体区域；
将所有图片的主体区域进行合成。
可选地，所述对多张图片进行特征配准，获取所述多张图片的公共区域的步骤包括：
从所述多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，其他图片作为待配准帧图片；
以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数；
根据所述配准参数，分别对所述配准参数对应的待配准帧图片进行变换，使之与所述参考帧图片匹配，得到配准图片；
提取所有配准图片中区域的交集，得到所有配准图片的公共区域。
可选地，所述以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数的步骤包括：
选取变换模型和配准特征；
根据选取的变换模型和配准特征，以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数。
可选地，所述从多张图片的公共区域中分别提取每一张图片的主体区域的步骤包括：
基于配准图片的公共区域，将每一配准图片与参考帧图片进行差异比较，获得每一配准图片的帧差图像；
对所述帧差图像进行二值化处理，得到帧差二值图像；
提取所有所述帧差二值图像的交集，获得所述参考帧图片的主体区域；
根据每一配准图片的帧差二值图像，对应提取每一配准图片的连通区域，得到每一配准图片的主体区域。
可选地，所述将所有图片的主体区域进行合成的步骤包括：
将所有配准图片的主体区域合成到所述参考帧图片的主体区域。
可选地，所述方法还包括：对合成后图片进行处理和/或对外发送。
可选地，从所述多张图片中选取一张图片作为参考帧图片包括：
随机从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，或以特定方式从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，
所述以特定方式从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，包括：
选择第一帧图片作为参考帧图片；或
选择最后一帧图片作为参考帧图片；或
从所述多张图片中选出清晰度最高的一帧图片作为参考帧图片。
可选地，所述配准特征包括：特征点、互相关、互信息量中的任意一种。
可选地，所述对合成后图片进行处理包括：图片压缩、图片保存、和/或图片显示。
可选地，所述变换模型包括：几何变换、相似变换、仿射变换或射影变 换。
本发明实施例提出的一种图片合成方法及装置，可以自动提取多张照片中主体区域并合成到一张照片，使用者只需要在同一场景拍摄多张主体不同照片，终端系统将自动完成多个主体的合成操作，节约了大量的人工操作。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图概述
图1是实现本发明各个实施例的一个可选的移动终端的硬件结构示意图；
图2是如图1所示的移动终端的无线通信系统示意图；
图3是本发明图片合成装置第一实施例的功能模块示意图；
图4是本发明实施例中图片配准模块的结构示意图；
图5是本发明实施例中主体提取模块的结构示意图；
图6是本发明实施例的一种图片合成效果示意图；
图7是本发明图片合成装置第二实施例的功能模块示意图；
图8是本发明图片合成方法可选实施例的流程示意图。
本发明的实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例方案中涉及的终端设备主要指移动终端。
现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的移动终端。在后续的描述中，使用设置为表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明实施例的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。
移动终端可以以各种形式来实施。例如，本发明实施例中描述的终端可 以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面，假设终端是移动终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。
图1为实现本发明各个实施例的一个可选的移动终端的硬件结构示意图。
移动终端100可以包括无线通信单元110、A/V(音频/视频)输入单元120、用户输入单元130、感测单元140、输出单元150、存储器160、接口单元170、控制器180和电源单元190等等。图1示出了具有各种组件的移动终端，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件。可以替代地实施更多或更少的组件。将在下面详细描述移动终端的元件。
无线通信单元110通常包括一个或多个组件，其允许移动终端100与无线通信系统或网络之间的无线电通信。例如，无线通信单元可以包括广播接收模块111、移动通信模块112、无线互联网模块113、短程通信模块114和位置信息模块115中的至少一个。
广播接收模块111经由广播信道从外部广播管理服务器接收广播信号和/或广播相关信息。广播信道可以包括卫星信道和/或地面信道。广播管理服务器可以是生成并发送广播信号和/或广播相关信息的服务器或者接收之前生成的广播信号和/或广播相关信息并且将其发送给终端的服务器。广播信号可以包括TV广播信号、无线电广播信号、数据广播信号等等。而且，广播信号可以进一步包括与TV或无线电广播信号组合的广播信号。广播相关信息也可以经由移动通信网络提供，并且在该情况下，广播相关信息可以由移动通信模块112来接收。广播信号可以以各种形式存在，例如，其可以以数字多媒体广播(DMB)的电子节目指南(EPG)、数字视频广播手持(DVB-H)的电子服务指南(ESG)等等的形式而存在。广播接收模块111可以通过使用各种类型的广播系统接收信号广播。特别地，广播接收模块111可以通过使用诸如多媒体广播-地面(DMB-T)、数字多媒体广播-卫星(DMB-S)、数字视频广播-手持(DVB-H)，前向链路媒体(MediaFLO@)的数据广播系统、地面数字广播综合服务(ISDB-T)等等的数字广播系统接收数字广播。广播接收模块111可以被构造为适合提供广播信号的各种广播系统以及上述数字广播系统。经由广 播接收模块111接收的广播信号和/或广播相关信息可以存储在存储器160(或者其它类型的存储介质)中。
移动通信模块112将无线电信号发送到基站(例如，接入点、节点B等等)、外部终端以及服务器中的至少一个和/或从其接收无线电信号。这样的无线电信号可以包括语音通话信号、视频通话信号、或者根据文本和/或多媒体消息发送和/或接收的各种类型的数据。
无线互联网模块113支持移动终端的无线互联网接入。该模块可以内部或外部地耦接到终端。该模块所涉及的无线互联网接入技术可以包括WLAN(无线LAN)(Wi-Fi)、Wibro(无线宽带)、Wimax(全球微波互联接入)、HSDPA(高速下行链路分组接入)等等。
短程通信模块114是设置为支持短程通信的模块。短程通信技术的一些示例包括蓝牙TM、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)、紫蜂TM等等。
位置信息模块115是设置为检查或获取移动终端的位置信息的模块。位置信息模块的典型示例是GPS(全球定位系统)。根据当前的技术，GPS模块计算来自三个或更多卫星的距离信息和准确的时间信息并且对于计算的信息应用三角测量法，从而根据经度、纬度和高度准确地计算三维当前位置信息。当前，用于计算位置和时间信息的方法使用三颗卫星并且通过使用另外的一颗卫星校正计算出的位置和时间信息的误差。此外，GPS模块115能够通过实时地连续计算当前位置信息来计算速度信息。
A/V输入单元120设置为接收音频或视频信号。A/V输入单元120可以包括相机121，相机121对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元151上。经相机121处理后的图像帧可以存储在存储器160(或其它存储介质)中或者经由无线通信单元110进行发送，可以根据移动终端的构造提供两个或更多相机1210。
用户输入单元130可以根据用户输入的命令生成键输入数据以控制移动终端的各种操作。用户输入单元130允许用户输入各种类型的信息，并且可以包括键盘、锅仔片、触摸板(例如，检测由于被接触而导致的电阻、压力、 电容等等的变化的触敏组件)、滚轮、摇杆等等。特别地，当触摸板以层的形式叠加在显示单元151上时，可以形成触摸屏。
感测单元140检测移动终端100的当前状态，(例如，移动终端100的打开或关闭状态)、移动终端100的位置、用户对于移动终端100的接触(即，触摸输入)的有无、移动终端100的取向、移动终端100的加速或减速移动和方向等等，并且生成用于控制移动终端100的操作的命令或信号。例如，当移动终端100实施为滑动型移动电话时，感测单元140可以感测该滑动型电话是打开还是关闭。另外，感测单元140能够检测电源单元190是否提供电力或者接口单元170是否与外部装置耦接。接口单元170用作至少一个外部装置与移动终端100连接可以通过的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、设置为连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。识别模块可以是存储用于验证用户使用移动终端100的各种信息并且可以包括用户识别模块(UIM)、客户识别模块(SIM)、通用客户识别模块(USIM)等等。另外，具有识别模块的装置(下面称为"识别装置")可以采取智能卡的形式，因此，识别装置可以经由端口或其它连接装置与移动终端100连接。接口单元170可以设置为接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端100内的一个或多个元件或者可以设置为在移动终端和外部装置之间传输数据。
另外，当移动终端100与外部底座连接时，接口单元170可以用作允许通过其将电力从底座提供到移动终端100的路径或者可以用作允许从底座输入的各种命令信号通过其传输到移动终端的路径。从底座输入的各种命令信号或电力可以用作用于识别移动终端是否准确地安装在底座上的信号。
输出单元150被构造为以视觉、音频和/或触觉方式提供输出信号(例如，音频信号、视频信号、警报信号、振动信号等等)。输出单元150可以包括显示单元151等。
显示单元151可以显示在移动终端100中处理的信息。例如，当移动终端100处于电话通话模式时，显示单元151可以显示与通话或其它通信(例如，文本消息收发、多媒体文件下载等等)相关的用户界面(UI)或图形用户界面(GUI)。当移动终端100处于视频通话模式或者图像捕获模式时，显示单元151 可以显示捕获的图像和/或接收的图像、示出视频或图像以及相关功能的UI或GUI等等。
同时，当显示单元151和触摸板以层的形式彼此叠加以形成触摸屏时，显示单元151可以用作输入装置和输出装置。显示单元151可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管LCD(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、柔性显示器、三维(3D)显示器等等中的至少一种。这些显示器中的一些可以被构造为透明状以允许用户从外部观看，这可以称为透明显示器，典型的透明显示器可以例如为TOLED(透明有机发光二极管)显示器等等。根据特定想要的实施方式，移动终端100可以包括两个或更多显示单元(或其它显示装置)，例如，移动终端可以包括外部显示单元(未示出)和内部显示单元(未示出)。触摸屏可设置为检测触摸输入压力以及触摸输入位置和触摸输入面积。
存储器160可以存储由控制器180执行的处理和控制操作的软件程序等等，或者可以暂时地存储己经输出或将要输出的数据(例如，电话簿、消息、静态图像、视频等等)。而且，存储器160可以存储关于当触摸施加到触摸屏时输出的各种方式的振动和音频信号的数据。
存储器160可以包括至少一种类型的存储介质，所述存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。而且，移动终端100可以与通过网络连接执行存储器160的存储功能的网络存储装置协作。
控制器180通常控制移动终端的总体操作。例如，控制器180执行与语音通话、数据通信、视频通话等等相关的控制和处理。另外，控制器180可以包括设置为再现(或回放)多媒体数据的多媒体模块1810，多媒体模块1810可以构造在控制器180内，或者可以构造为与控制器180分离。控制器180可以执行模式识别处理，以将在触摸屏上执行的手写输入或者图片绘制输入识别为字符或图片。
电源单元190在控制器180的控制下接收外部电力或内部电力并且提供操作各元件和组件所需的适当的电力。
这里描述的各种实施方式可以以使用例如计算机软件、硬件或其任何组合的计算机可读介质来实施。对于硬件实施，这里描述的实施方式可以通过使用特定用途集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施，在一些情况下，这样的实施方式可以在控制器180中实施。对于软件实施，诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施，软件代码可以存储在存储器160中并且由控制器180执行。
至此，己经按照其功能描述了移动终端。下面，为了简要起见，将描述诸如折叠型、直板型、摆动型、滑动型移动终端等等的各种类型的移动终端中的滑动型移动终端作为示例。因此，本发明实施例能够应用于任何类型的移动终端，并且不限于滑动型移动终端。
如图1中所示的移动终端100可以被构造为利用经由帧或分组发送数据的诸如有线和无线通信系统以及基于卫星的通信系统来操作。
现在将参考图2描述其中根据本发明实施例的移动终端能够操作的通信系统。
这样的通信系统可以使用不同的空中接口和/或物理层。例如，由通信系统使用的空中接口包括例如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和通用移动通信系统(UMTS)(特别地，长期演进(LTE))、全球移动通信系统(GSM)等等。作为非限制性示例，下面的描述涉及CDMA通信系统，但是这样的教导同样适用于其它类型的系统。
参考图2，CDMA无线通信系统可以包括多个移动终端100、多个基站(BS)270、基站控制器(BSC)275和移动交换中心(MSC)280。MSC280被构造为与公共电话交换网络(PSTN)290形成接口。MSC280还被构造为与可以经由回程线路耦接到基站270的BSC275形成接口。回程线路可以根据若干己知的接口中的任一种来构造，所述接口包括例如E1/T1、ATM，IP、PPP、帧中继、HDSL、ADSL或xDSL。将理解的是，如图2中所示的系统可以包括多个 BSC2750。
每个BS270可以服务一个或多个分区(或区域)，由多向天线或指向特定方向的天线覆盖的每个分区放射状地远离BS270。或者，每个分区可以由设置为分集接收的两个或更多天线覆盖。每个BS270可以被构造为支持多个频率分配，并且每个频率分配具有特定频谱(例如，1.25MHz,5MHz等等)。
分区与频率分配的交叉可以被称为CDMA信道。BS270也可以被称为基站收发器子系统(BTS)或者其它等效术语。在这样的情况下，术语"基站"可以用于笼统地表示单个BSC275和至少一个BS270。基站也可以被称为"蜂窝站"。或者，特定BS270的各分区可以被称为多个蜂窝站。
如图2中所示，广播发射器(BT)295将广播信号发送给在系统内操作的移动终端100。如图1中所示的广播接收模块111被设置在移动终端100处以接收由BT295发送的广播信号。在图2中，示出了几个全球定位系统(GPS)卫星300。卫星300帮助定位多个移动终端100中的至少一个。
在图2中，描绘了多个卫星300，但是理解的是，可以利用任何数目的卫星获得有用的定位信息。如图1中所示的GPS模块通常被构造为与卫星300配合以获得想要的定位信息。替代GPS跟踪技术或者在GPS跟踪技术之外，可以使用可以跟踪移动终端的位置的其它技术。另外，至少一个GPS卫星300可以选择性地或者额外地处理卫星DMB传输。
作为无线通信系统的一个典型操作，BS270接收来自各种移动终端100的反向链路信号。移动终端100通常参与通话、消息收发和其它类型的通信。特定基站270接收的每个反向链路信号被在特定BS270内进行处理。获得的数据被转发给相关的BSC275。BSC提供通话资源分配和包括BS270之间的软切换过程的协调的移动管理功能。BSC275还将接收到的数据路由到MSC280，其提供用于与PSTN290形成接口的额外的路由服务。类似地，PSTN290与MSC280形成接口，MSC与BSC275形成接口，并且BSC275相应地控制BS270以将正向链路信号发送到移动终端100。
基于上述移动终端硬件结构以及通信系统，提出本发明各个实施例。
由于相关的克隆相机软件，要求拍摄者在拍摄完成后手动选取照片中主体区域进行照片合成，导致用户操作繁琐而费时。
为此，本发明实施例提出一种解决方案，可以有效实现多张照片中主体区域自动合成，简化用户操作。
如图3所示，本发明第一实施例提出一种图片合成装置，包括：图片获取模块201、图片配准模块202、主体提取模块203以及图片合成模块204，其中：
图片获取模块201，设置为获取多张图片；
图片配准模块202，设置为对所述多张图片进行特征配准，获取所述多张图片的公共区域；
主体提取模块203，设置为从所述多张图片的公共区域中分别提取每一张图片的主体区域；
图片合成模块204，设置为将所有图片的主体区域进行合成。
可选地，本实施例图片合成装置可以设置在上述的手机等移动终端上，通过该图片合成装置实现多张照片中主体区域自动合成，以简化用户操作。
图片获取模块201设置为获取多张图片，该多张图片可以为同一拍摄场景下拍摄的图片，当然，也可以为不同拍摄场景下拍摄的图片，其中多张图片中主体人物可以为同一人，也可以为不同的人，或者为多个人，或者为纯景物图片。
以多张图片为同一拍摄场景下拍摄的图片进行举例，比如，图片获取模块201设置为获取用户在同一拍摄场景拍摄的三张以上照片，记为I1,I2,…,In,n≥3。
然后，图片配准模块202设置为将输入的多张照片对齐到参考帧图片，获取所述多张图片的公共区域。
具体实现如下：
图片配准模块202设置为从所述多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，其他图片作为待配准帧图片；以所述参考帧图片为基准，对每一待配准 帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数；根据所述配准参数，分别对所述配准参数对应的所述待配准帧图片进行变换(warp)，使之与所述参考帧图片匹配，得到配准图片；提取所有配准图片中区域的交集，得到所有配准图片的公共区域。
具体应用时，如图4所示，图片配准模块202可以包括：参考帧选取单元2021、配准参数计算单元2022、图片变换单元2023以及公共区域提取单元2024，其中：
参考帧选取单元2021，设置为从所述多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，其他图片作为待配准帧图片；
配准参数计算单元2022，设置为以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数；
图片变换单元2023，设置为根据所述配准参数，分别对所述配准参数对应的所述待配准帧图片进行变换，使之与所述参考帧图片匹配，得到配准图片；
公共区域提取单元2024，设置为提取所有配准图片中区域的交集，得到所有配准图片的公共区域。
基于上述结构的图片配准模块202，具体实现过程如下：
参考帧选取单元2021设置为从图片获取模块输入的n张照片中选出一帧作为参考帧。参考帧具体选取方式可以是随机选取，也可以是特定选取，其中，特定选取方式包括如下几种：
1，选择第一帧图片(第一张照片)作为参考帧。
2，选择最后一帧作为参考帧。
3，对n张照片进行清晰度评价，选出最清晰的一张作为参考帧。
其中，清晰度评价算法可以采用对图片x、y轴方向求二阶导数，对导数绝对值累加，累加之和越大，则表示图片清晰越高。
由此，对图片获取模块输入的n张照片经过选择之后，获得参考帧Fr和其他帧F1,F2,…,Fn-1。
配准参数计算单元2022设置为以参考帧为基准，对其他每一帧向参照帧进行配准，计算配准参数。
其中，配准算法实施方式可以有多种，举例如下：
首先，选择一种变换模型作为假设，所述变换模型可以包括几何变换、相似变换、仿射变换、射影变换。所述变换模型可基于变换策略进行选择，所述变换策略包括图片全局变换或图片局部变换。其中，图片全局变换对整个图片计算配准参数，局部变换可以把图片划分为不同部分，并对每一部分计算单独的配准参数。
然后，选择配准特征，可以选择的特征有：特征点、互相关、互信息量等。
对于特征点，其配准参数实施方法是：从参照帧Fr提取若干特征点，然后从待配准帧Fi提取或搜索对应的特征点，根据特征点的位置作为数据，求解配准参数。
对于互相关，其配准参数实施方法是：互相关是利用傅里叶变换将图片变换到频域，然后用互相关公式计算待配准帧Fi在空间域中每个位置的相关性，取最大的位置作为配准参数。
对于互信息量，其配准参数实施方法是：互信息量是图片相似性的评价方法，使用最优化算法(如梯度下降法)搜索配准参数空间中参数的极值使得互信息量最小，即使待配准帧Fi和参照帧Fr最佳配准的参数。
图片变换单元2023设置为在计算得到配准参数之后，对待配准帧Fi,i＝[1,n-1]进行变换，使之与参照图匹配。变换后得到配准后图片W1,W2,…,Wn-1。
公共区域提取单元2024设置为从配准后图片W1,W2,…,Wn-1中计算所有变换的公共区域。
其中，公共区域是这些配准后图片区域的交集。得到公共区域之后，后续提取和合成都只针对所有照片的公共区域进行操作。
主体提取模块203，设置为从所述多张图片的公共区域中分别提取每一张图片的主体区域，
具体实现过程如下：
基于配准图片的公共区域，将每一配准图片与参考帧图片进行差异比较，获得帧差图像；
对所述帧差图像进行二值化处理，得到帧差二值图像；
提取所有所述帧差二值图像的交集，获得所述参考帧图片的主体区域；
根据每一配准图片的帧差二值图像，对应提取每一配准图片的连通区域，得到每一配准图片的主体区域。
具体应用时，如图5所示，所述主体提取模块203包括：帧差单元2031、参考帧主体提取单元2032及连通区域提取单元2033，其中：
帧差单元2031，设置为基于配准图片的公共区域，将每一配准图片与参考帧图片进行差异比较，获得帧差图像；对所述帧差图像进行二值化处理，得到帧差二值图像；
参考帧主体提取单元2032，设置为提取所有所述帧差二值图像的交集，获得所述参考帧图片的主体区域；
连通区域提取单元2033，设置为根据每一配准图片的帧差二值图像，对应提取每一配准图片的连通区域，得到每一配准图片的主体区域。
基于上述主体提取模块203的结构，具体实现过程如下：
侦差单元2031设置为对每一张配准图片与参照帧进行差异比较。比如，对配准图片Wi与参照帧Fr计算颜色差异，获得帧差图像，计算公式可以表示如下：
DIFFi(x,y)＝abs(Wi(x,y)-Fr(x,y))；
其中，DIFFi(x,y)表示帧差图中x,y坐标位置的像素值。帧差图像中像素值的大小表示配准图片与参照帧颜色差异的大小。
对帧差图进行二值化，获得帧差二值图，计算公式为：
Figure PCTCN2016102847-appb-000001
其中，θ为预设值，Ti(x,y)表示帧差二值图x,y坐标的像素值，为1时表示配准图片与参照帧有差异，0表示无差异。
参考帧主体提取单元设置为从帧差二值图T1,T2,…,Tn-1中获取参考帧Fr中的主体区域。获取方法如下式：
Figure PCTCN2016102847-appb-000002
因为所有照片中主体位置不同，所以参考帧和其他帧作帧差时，参考帧主体部分区域一定与其他帧有差异。这里取所有帧差二值图像的交集作为参考帧主体。
连通区提取单元设置为提取除参考帧以外其他每帧的主体区域，获取连通区域。
首先，要将帧差二值图T1,T2,…,Tn-1中参考帧的主体区域去掉，具体算法如下式：
Figure PCTCN2016102847-appb-000003
其目的是为了使处理后帧差二值图T1',T2',…,T′n-1只保留配准图片中的主体部分。
然后，对二值图T1',T2',…,T′n-1进行标记，相邻为1的像素值标记为一个区域，每个区域有独立编号，用于与其他区域区分。
其中，连通区标记的算法有two-path两遍遍历法和种子生长法等。标记之后获得一个标记图Li。Li中每个像素的值表示该像素在Ti'中的第几个连通区。例如像素(x，y)在Ti'的第j个区域，则Li＝j。
下面对每个连通区域生成一个模板图。模板图生成方法如下式：
Figure PCTCN2016102847-appb-000004
图片合成模块204设置为将所有配准图片的主体区域合成到所述参考帧图片的主体区域。
可选地，图片合成模块204是设置为在已经获取每帧主体的基础上将配准图片W1,W2,…,Wn-1中的主体区域合成到参考图片上。
合成顺序可以为W1,W2,…,Wn-1，也可以为Wn-1,Wn-2,…,W1。合成顺序不同主体之间覆盖的关系也不同，因为在相同位置上，后合成的主体会覆盖先合成 的主体。
合成图片为Ifusion，初始化为Fr，假设当前待合成主体模板为Maskij，则本次合成后，
Ifusion(x,y)＝Maskij(x,y)·Wi+(1-Maskij(x,y))·Ifusion(x,y)；
对所有帧的主体依次合成后，获得合成后图片Ifusion。
后续，根据用户需要，将合成后图片压缩、保存、显示、或发送到网络。
基于本实施例方案举例如下：
如图6a、图6b、图6c所示，分别在同一场景下拍摄三张图片，通过上述方案进行图片合成后，得到图6d所示的合成效果图。
本实施例通过上述方案，通过自动发现多张照片中主体区域并合成到一张照片，使得使用者只需要在同一场景拍摄多张主体不同照片，通过本装置即可将自动完成多个主体的合成操作，节约了大量的人工操作。
如图7所示，本发明第二实施例提出一种图片合成装置，基于上述图3所示的实施例，所述装置还包括：
图片输出模块205，设置为对合成后图片进行处理和/或对外发送。
根据用户需要，将合成后图片压缩、保存、显示、或发送到网络。
本实施例通过上述方案，通过自动发现多张照片中主体区域并合成到一张照片，使得使用者只需要在同一场景拍摄多张主体不同照片，通过本装置即可将自动完成多个主体的合成操作，节约了大量的人工操作。
对应地，提出本发明图片合成方法实施例。
如图8所示，本发明可选实施例提出一种图片合成方法，包括：
步骤S101，获取多张图片；
本实施例图片合成方法可以通过图片合成装置来执行，该图片合成装置可以设置在上述的手机等移动终端上，通过该图片合成装置实现多张照片中主体区域自动合成，以简化用户操作。
首先，获取多张图片，该多张图片可以为同一拍摄场景下拍摄的图片， 当然，也可以为不同拍摄场景下拍摄的图片，其中主体人物可以为同一人，也可以为不同的人，或者为多个人，或者为纯景物图片。
以多张图片为同一拍摄场景下拍摄的图片进行举例，比如，在图片合成装置中输入用户在同一拍摄场景拍摄三张以上照片，记为I1,I2,…,In,n≥3。
步骤S102，对所述多张图片进行特征配准，获取所述多张图片的公共区域；
将输入的多张照片对齐到参考帧图片，获取所述多张图片的公共区域。
具体实现如下：
从所述多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，其他图片作为待配准帧图片；
以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数；
根据所述配准参数，分别对所述配准参数对应的所述待配准帧图片进行变换，使之与所述参考帧图片匹配，得到配准图片；
提取所有配准图片中区域的交集，得到所有配准图片的公共区域。
具体应用举例实现过程如下：
步骤21，从输入的n张照片中选出一帧作为参考帧。参考帧具体选取方式可以是随机选取，也可以是特定选取，其中，特定选取方式包括但不限于如下几种：
1，选择第一帧图片(第一张照片)作为参考帧。
2，选择最后一帧作为参考帧。
3，对n张照片进行清晰度评价，选出最清晰的一张作为参考帧。
其中，清晰度评价算法可以采用对图片x、y轴方向求二阶导数，对导数绝对值累加，累加之和越大，则表示图片清晰越高。
由此，图片获取模块输入的n张照片经过选择之后，获得参考帧Fr和其他帧F1,F2,…,Fn-1。
步骤22，以参考帧为基准，对其他每一帧向参照帧进行配准，计算配准 参数。
其中，配准算法实施方式可以有多种，举例如下：
首先，选择一种变换模型作为假设，所述变换模型可以包括几何变换、相似变换、仿射变换、射影变换。所述变换模型可基于变换策略进行选择，所述变换策略包括图片全局变换或图片局部变换。其中，图片全局变换对整个图片计算配准参数，局部变换可以把图片划分为不同部分，并对每一部分计算单独的配准参数。
然后，选择配准特征，可以选择的特征有：特征点、互相关、互信息量等。
对于特征点，其配准参数实施方法是：从参照帧Fr提取若干特征点，然后从待配准帧Fi提取或搜索对应的特征点，根据特征点的位置作为数据，求解配准参数。
对于互相关，其配准参数实施方法是：互相关是利用傅里叶变换将图片变换到频域，然后用互相关公式计算待配准帧Fi在空间域中每个位置的相关性，取最大的位置作为配准参数。
对于互信息量，其配准参数实施方法是：互信息量是图片相似性的评价方法，使用最优化算法(如梯度下降法)搜索配准参数空间中参数的极值使得互信息量最小，即是使待配准帧Fi和参照帧Fr最佳配准的参数。
步骤23，在计算得到配准参数之后，对待配准帧Fi,i＝[1,n-1]进行变换，使之与参照图匹配。变换后得到配准后图片W1,W2,…,Wn-1。
步骤24，从配准后图片W1,W2,…,Wn-1中计算所有变换的公共区域。
其中，公共区域是这些配准后图片区域的交集。得到公共区域之后，后续提取和合成都只针对所有照片的公共区域那部分进行操作。
步骤S103，从所述多张图片的公共区域中分别提取每一张图片的主体区域；
具体实现过程如下：
首先，基于配准图片的公共区域，将每一配准图片与参考帧图片进行差 异比较，获得帧差图像；
然后，对所述帧差图像进行二值化处理，得到帧差二值图像；
之后，提取所有所述帧差二值图像的交集，获得所述参考帧图片的主体区域；
最后，根据每一配准图片的帧差二值图像，对应提取每一配准图片的连通区域，得到每一配准图片的主体区域。
具体应用时，可以提取配准之后的图片中每一帧的主体部分。
具体应用举例实现过程如下：
步骤31，对每一张配准图片与参照帧进行差异比较。比如，对配准图片Wi与参照帧Fr计算颜色差异，获得帧差图像，计算公式可以表示如下：
DIFFi(x,y)＝abs(Wi(x,y)-Fr(x,y))；
其中，DIFFi(x,y)表示帧差图中x,y坐标位置的像素值。帧差图像中像素值的大小表示配准图片与参照帧颜色差异的大小。
然后，对帧差图进行二值化，获得帧差二值图，计算公式为：
Figure PCTCN2016102847-appb-000005
其中，θ为预设值，Ti(x,y)表示帧差二值图x,y坐标的像素值，为1时表示配准图片与参照帧有差异，0表示无差异。
步骤32，从帧差二值图T1,T2,…,Tn-1中获取参考帧Fr中的主体区域。获取方法如下式：
Figure PCTCN2016102847-appb-000006
因为所有照片中主体位置不同，所以参考帧和其他帧作帧差时，参考帧主体部分区域一定与其他帧有差异。这里取所有帧差二值图像的交集作为参考帧主体。
步骤33，提取除参考帧以外其他每帧的主体区域，获取连通区域。
首先，要将帧差二值图T1,T2,…,Tn-1中参考帧的主体区域去掉，具体算法如 下式：
Figure PCTCN2016102847-appb-000007
其目的是为了使处理后帧差二值图T1',T2',…,T′n-1只保留配准图片中的主体部分。
然后，对二值图T1',T2',…,T′n-1进行标记，相邻为1的像素值标记为一个区域，每个区域有独立编号，用于与其他区域区分。
其中，连通区标记的算法有two-path两遍遍历法和种子生长法等。标记之后获得一个标记图Li。Li中每个像素的值表示该像素在Ti'中的第几个连通区。例如像素(x，y)在Ti'的第j个区域，则Li＝j。
下面对每个连通区域生成一个模板图。模板图生成方法如下式：
Figure PCTCN2016102847-appb-000008
步骤S104，将所有图片的主体区域进行合成。
将所有配准图片的主体区域合成到所述参考帧图片的主体区域。
可选地，在已经获取每帧主体的基础上将配准图片W1,W2,…,Wn-1中的主体区域合成到参考图片上。
合成顺序可以为W1,W2,…,Wn-1，也可以为Wn-1,Wn-2,…,W1。合成顺序不同主体之间覆盖的关系也不同，因为在相同位置上，后合成的主体会覆盖先合成的主体。
合成图片为Ifusion，初始化为Fr，假设当前待合成主体模板为Maskij，则本次合成后，
Ifusion(x,y)＝Maskij(x,y)·Wi+(1-Maskij(x,y))·Ifusion(x,y)；
对所有帧的主体依次合成后，获得合成后图片Ifusion。
后续，根据用户需要，将合成后图片压缩、保存、显示、或发送到网络。
本实施例通过上述方案，通过自动发现多张照片中主体区域并合成到一张照片，使得使用者只需要在同一场景拍摄多张主体不同照片，通过本装置 即可将自动完成多个主体的合成操作，节约了大量的人工操作。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
工业实用性
上述技术方案可以实现自动提取多张照片中主体区域并合成到一张照片，节约了大量的人工操作。

Claims (20)

  1. 一种图片合成装置，包括：
    图片获取模块，设置为获取多张图片；
    图片配准模块，设置为对所述多张图片进行特征配准，获取所述多张图片的公共区域；
    主体提取模块，设置为从所述多张图片的公共区域中分别提取每一张图片的主体区域；
    图片合成模块，设置为将所有图片的主体区域进行合成。
  2. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述图片配准模块包括：
    参考帧选取单元，设置为从所述多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，其他图片作为待配准帧图片；
    配准参数计算单元，设置为以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数；
    图片变换单元，设置为根据所述配准参数，分别对所述配准参数对应的待配准帧图片进行变换，使之与所述参考帧图片匹配，得到配准图片；
    公共区域提取单元，设置为提取所有配准图片中区域的交集，得到所有配准图片的公共区域。
  3. 根据权利要求2所述的装置，其中，
    所述配准参数计算单元，是设置为通过如下方式实现以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数：
    选取变换模型和配准特征；根据选取的变换模型和配准特征，以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数。
  4. 根据权利要求3所述的装置，其中，所述主体提取模块包括：
    帧差单元，设置为基于配准图片的公共区域，分别将每一配准图片与参考帧图片进行差异比较，获得每一配准图片的帧差图像；对所述帧差图像进行二值化处理，得到帧差二值图像；
    参考帧主体提取单元，设置为提取所有所述帧差二值图像的交集，获得所述参考帧图片的主体区域；
    连通区域提取单元，设置为根据每一配准图片的帧差二值图像，对应提取每一配准图片的连通区域，得到每一配准图片的主体区域。
  5. 根据权利要求4所述的装置，其中，
    所述图片合成模块，是设置为将所有配准图片的主体区域合成到所述参考帧图片的主体区域。
  6. 根据权利要求1-5中任一项所述的装置，所述装置还包括：
    图片输出模块，设置为对合成后图片进行处理和/或对外发送。
  7. 根据权利要求2所述的装置，其中，参考帧选取单元，是设置为通过如下方式实现从所述多张图片中选取一张图片作为参考帧图片：
    随机从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，或以特定方式从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片；
    所述以特定方式从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，包括：
    选择第一帧图片作为参考帧图片；或
    选择最后一帧图片作为参考帧图片；或
    从所述多张图片中选出清晰度最高的一帧图片作为参考帧图片。
  8. 根据权利要求3所述的装置，其中，
    所述配准特征包括：特征点、互相关、互信息量中的任意一种。
  9. 根据权利要求6所述的装置，其中，
    所述对合成后图片进行处理包括：图片压缩、图片保存、和/或图片显示。
  10. 根据权利要求3所述的装置，其中，
    所述变换模型包括：几何变换、相似变换、仿射变换或射影变换。
  11. 一种图片合成方法，包括：
    获取多张图片；
    对所述多张图片进行特征配准，获取所述多张图片的公共区域；
    从所述多张图片的公共区域中分别提取每一张图片的主体区域；
    将所有图片的主体区域进行合成。
  12. 根据权利要求11所述的方法，其中，所述对多张图片进行特征配准，获取所述多张图片的公共区域的步骤包括：
    从所述多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，其他图片作为待配准帧图片；
    以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数；
    根据所述配准参数，分别对所述配准参数对应的待配准帧图片进行变换，使之与所述参考帧图片匹配，得到配准图片；
    提取所有配准图片中区域的交集，得到所有配准图片的公共区域。
  13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数 的步骤包括：
    选取变换模型和配准特征；
    根据选取的变换模型和配准特征，以所述参考帧图片为基准，对每一待配准帧图片进行特征配准，计算得到每一待配准帧图片的配准参数。
  14. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述从多张图片的公共区域中分别提取每一张图片的主体区域的步骤包括：
    基于配准图片的公共区域，将每一配准图片与参考帧图片进行差异比较，获得每一配准图片的帧差图像；
    对所述帧差图像进行二值化处理，得到帧差二值图像；
    提取所有所述帧差二值图像的交集，获得所述参考帧图片的主体区域；
    根据每一配准图片的帧差二值图像，对应提取每一配准图片的连通区域，得到每一配准图片的主体区域。
  15. 根据权利要求14所述的方法，其中，将所有图片的主体区域进行合成包括：
    将所有配准图片的主体区域合成到所述参考帧图片的主体区域。
  16. 根据权利要求11-15中任一项所述的方法，还包括：
    对合成后图片进行处理和/或对外发送。
  17. 根据权利要求12所述的方法，其中，从所述多张图片中选取一张图片作为参考帧图片包括：
    随机从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，或以特定方式从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片；
    所述以特定方式从多张图片中选取一张图片作为参考帧图片，包括：
    选择第一帧图片作为参考帧图片；或
    选择最后一帧图片作为参考帧图片；或
    从所述多张图片中选出清晰度最高的一帧图片作为参考帧图片。
  18. 根据权利要求13所述的方法，其中，
    所述配准特征包括：特征点、互相关、互信息量中的任意一种。
  19. 根据权利要求16所述的方法，其中，
    所述对合成后图片进行处理包括：图片压缩、图片保存、和/或图片显示。
  20. 根据权利要求13所述的方法，其中，
    所述变换模型包括：几何变换、相似变换、仿射变换或射影变换。
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