圖像的背景替換方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及圖像處理技術領域，特別是涉及一種圖像的背景替換方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 圖像的背景替換技術所研究的是將視頻或圖片中的前景信息和背景信息分離開 來，并將分離的前景合成到另外一幅背景中的問題。該類問題是數字圖像處理與數字圖像 編輯領域中的一類經典問題，并廣泛應用于視頻編輯與視頻分割領域中。對于背景替換前 景信息的分離，是采用綠幕背景下的視頻摳圖技術(也稱為:綠幕摳圖或綠幕扣像），吸取畫 面中的綠色分量顏色作為透明色，將其他顏色分量從畫面中摳去，從而使背景透出來，形成 二層畫面的疊加合成。這樣在室內拍攝的人物經摳像后與各種景物疊加在一起，形成神奇 的藝術效果。
[0003] 然而，室內光線由于受到環境光的干擾，會帶來至少以下兩個問題：
[0004] (1)摳圖邊界不夠平滑
[0005] 產生該問題的原因，是光線不均勻。在摳圖過程中，如果環境光比較柔和，則在邊 緣過度時，會很平滑，不會產生突變。然而，現實中的室內光線，由于光線角度的問題，導致 在前景邊緣部分不夠平滑，突變也成不規則性，所以在圖像合成時，會使圖像顯得比較假， 不夠自然。
[0006] (2)環境光產生溢色問題
[0007] 在通過綠幕進行前景信息分離時，前景會整體偏綠色，稱之為圖像溢色。

【發明內容】

[0008] 本發明提供一種圖像的背景替換方法及裝置，用于解決現有技術摳圖邊界不平 滑、圖像溢色的問題。
[0009] 一種圖像的背景替換方法，包括：
[0010] 基于圖像當前幀的RGB分量，計算出綠色差值，并基于所述綠色差值得到初始阿爾 法通道圖像，所述初始阿爾法通道圖像包括初始背景圖像和初始前景圖像；
[0011] 利用所述綠色差值對所述初始阿爾法通道圖像進行柔化處理，得到第一阿爾法通 道圖像；
[0012] 基于環境光因子對所述第一阿爾法通道圖像進行環境光去除處理，得到最終阿爾 法通道圖像，所述最終阿爾法通道圖像包括待合成的背景圖像和經處理的前景圖像；
[0013]對所述最終阿爾法通道圖像、待合成的背景圖像和經處理的前景圖像進行合成。
[0014] 優選的，所述利用所述綠色差值對所述初始阿爾法通道圖像進行柔化處理，得到 第一阿爾法通道圖像，包括：
[0015] 基于所述初始阿爾法通道圖像，分析所述初始阿爾法通道圖像中的前景圖像；
[0016] 根據圖像柔化算法，基于所述綠色差值對所述初始阿爾法通道圖像的前景圖像的 邊緣進行柔化處理，得到所述第一阿爾法通道圖像。
[0017] 優選的，所述基于環境光因子對所述第一阿爾法通道圖像進行環境光去除處理， 得到最終阿爾法通道圖像，包括：
[0018] 確定環境光因子；
[0019] 推導環境光因子與真實阿爾法通道圖像的關系；
[0020] 計算出去環境光后的最終阿爾法通道圖像。
[0021] 優選的，所述確定環境光因子包括：
[0022] 確定存在環境光情況下環境光因子與合成圖像的關系：無環境光的原合成圖，通 過環境光影響因子，與環境光經過線性疊加得到合成圖像。
[0023] 優選的，上述方法還包括:生成一張純色的綠色背景圖像，具體的，利用圖像修復 技術，對第一阿爾法通道圖像的綠色背景區域的缺失部分進行填充，從而生成純色的綠色 背景圖像，作為所述待合成的背景圖像的參考。
[0024] 優選的，所述基于所述綠色差值得到初始阿爾法通道圖像，包括：
[0025] 基于最大類間方差法，得到分割閾值；
[0026] 基于所述分割閾值，對所述綠色差值進行分析，生成初始阿爾法通道圖像。
[0027] 一種圖像的背景替換裝置，包括：
[0028]初始圖像獲取單元，用于基于圖像當前幀的RGB分量，計算出綠色差值，并基于所 述綠色差值得到初始阿爾法通道圖像，所述初始阿爾法通道圖像包括初始背景圖像和初始 前景圖像；
[0029]柔化處理單元，用于利用所述綠色差值對所述初始阿爾法通道圖像進行柔化處 理，得到第一阿爾法通道圖像；
[0030] 環境光去除單元，用于基于環境光因子對所述第一阿爾法通道圖像進行環境光去 除處理，得到最終阿爾法通道圖像，所述最終阿爾法通道圖像包括待合成的背景圖像和經 處理的前景圖像；
[0031] 圖像合成單元，用于對所述最終阿爾法通道圖像、待合成的背景圖像和經處理的 前景圖像進行合成。
[0032] 優選的，所述柔化處理單元具體用于，基于所述初始阿爾法通道圖像，分析所述初 始阿爾法通道圖像中的前景圖像;根據圖像柔化算法，基于所述綠色差值對所述初始阿爾 法通道圖像的前景圖像的邊緣進行柔化處理，得到所述第一阿爾法通道圖像。
[0033]優選的，所述環境光去除單元具體用于，確定環境光因子;推導環境光因子與真實 阿爾法通道圖像的關系;計算出去環境光后的最終阿爾法通道圖像。
[0034]優選的，所述環境光去除單元具體用于，確定存在環境光情況下環境光因子與合 成圖像的關系:無環境光的原合成圖，通過環境光影響因子，與環境光經過線性疊加得到合 成圖像。
[0035]優選的，所述環境光去除單元還用于，生成一張純色的綠色背景圖像，具體的，利 用圖像修復技術，對第一阿爾法通道圖像的綠色背景區域的缺失部分進行填充，從而生成 純色的綠色背景圖像，作為所述待合成的背景圖像的參考。
[0036]優選的，所述初始圖像獲取單元具體用于，基于最大類間方差法，得到分割閾值； 基于所述分割閾值，對所述綠色差值進行分析，生成初始阿爾法通道圖像。
[0037]與現有技術相比，本發明實施例包括以下優點：
[0038] 本發明實施例針對現有技術存在的邊界不平滑問題，從造成該問題的原因（光線 不均勻）出發，針對這種不平滑現象，進行柔化處理，即進行平滑過渡處理，使得合成的效果 在邊緣部分有一種柔化、羽化的感覺，使其看起來更自然；同時，針對綠幕摳圖中環境光干 擾造成溢色的問題，提出了基于環境光影響因子的環境光的去除方式。可見，本發明對現有 基于綠幕摳圖的方案進行改進，增加了柔化和去環境光處理，從而使圖像更加柔化、自然。
【附圖說明】
[0039] 圖1是本發明的一種圖像的背景替換方法實施例的步驟流程圖；
[0040] 圖2是本發明的一種圖像的背景替換裝置實施例的結構框圖。
【具體實施方式】
[0041] 為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步詳細的說明。
[0042] 參見圖1，為本發明實施例提供的一種圖像的背景替換方法流程圖。該方法包括以 下步驟：
[0043] S101:基于圖像當前幀的RGB分量，計算出綠色差值，并基于綠色差值得到初始阿 爾法通道圖像，初始阿爾法通道圖像包括初始背景圖像