視頻背景替換技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、視頻背景替換是指從一段視頻序列中提取出前景并合成到新背景的過程，它在視頻編輯領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。視頻背景替換的主要實(shí)現(xiàn)方式是視頻摳圖，然而摳圖一直以來是一個(gè)欠約束的問題，必須要施加一些限制條件來協(xié)助解決，早期的方法通過限制背景顏色或者在特定環(huán)境下拍攝來摳圖，這極大影響了摳圖技術(shù)的發(fā)展。因此，為了突破這一限制，近幾年興起了適用范圍更廣的自然圖像摳圖技術(shù)的研究。視頻摳圖作為圖像摳圖的擴(kuò)展，它的難點(diǎn)在于視頻的數(shù)據(jù)量很大，

2、由于大部分圖像摳圖方法都需要一定用戶交互操作，將圖像摳圖的方法直接應(yīng)用到視頻上是不現(xiàn)實(shí)的。因此，如何減少用戶交互、改善摳圖質(zhì)量、提高摳圖速度是我們當(dāng)前研究的重點(diǎn)。
　　本文通過研究現(xiàn)有的圖像、視頻摳圖技術(shù)，提出并實(shí)現(xiàn)了兩種不同類型的視頻摳圖方法。主要研究內(nèi)容如下:
　　1)提出了一種基于運(yùn)動估計(jì)的視頻摳圖方法。首先，該方法不使用三分圖作為輸入，而是將選取的關(guān)鍵幀粗略分割成前景和背景。然后，使用基于塊匹配的運(yùn)動估計(jì)算法將關(guān)鍵幀

3、的分割結(jié)果傳播到非關(guān)鍵幀。最后，使用改進(jìn)的引導(dǎo)濾波器對視頻分割序列做優(yōu)化并最終替換新的背景。
　　2)提出了一種結(jié)合貝葉斯估計(jì)和KNN摳圖的視頻背景替換方法。首先，該方法只需用戶提供視頻首幀的不透明度。然后，利用貝葉斯估計(jì)自動生成其余各幀的三分圖，再通過KNN摳圖算法計(jì)算出每一幀的不透明度。最后，用改進(jìn)的引導(dǎo)濾波器優(yōu)化摳圖結(jié)果，并為視頻序列替換新的背景圖片。
　　3)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種交互式的背景替換系統(tǒng)，包含圖像與視頻摳圖的