圖像設(shè)計與視頻后期技術(shù)研究

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1、圖像設(shè)計與視頻后期技術(shù)研究圖像設(shè)計與視頻后期技術(shù)研究摘要隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像與視頻在工業(yè)自動化、影視后期制作等領(lǐng)域，逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。圖像和視頻的編輯與合成是圖像和視頻處理的一項重要技術(shù)，而傳統(tǒng)的圖像和視頻的編輯與合成方法是相互之間彼此獨(dú)立的處理過程，且需要人工利用多種設(shè)備進(jìn)行大量的繁復(fù)操作。近年來，摳圖、顏色轉(zhuǎn)移和匹配以及前景消除等圖像和視頻的編輯與合成技術(shù)得到了廣泛的研究和應(yīng)用，并在多種應(yīng)用中取得了一定良好的效果，但這些方法只是提供了初步的解決思路，仍然無法普遍適應(yīng)地處理具有各種特征的圖像和視頻。102圖像設(shè)計與視頻后期技術(shù)研究圖像設(shè)計與視頻后期技術(shù)研究摘要隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，

2、數(shù)字圖像與視頻在工業(yè)自動化、影視后期制作等領(lǐng)域，逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。圖像和視頻的編輯與合成是圖像和視頻處理的一項重要技術(shù)，而傳統(tǒng)的圖像和視頻的編輯與合成方法是相互之間彼此獨(dú)立的處理過程，且需要人工利用多種設(shè)備進(jìn)行大量的繁復(fù)操作。近年來，摳圖、顏色轉(zhuǎn)移和匹配以及前景消除等圖像和視頻的編輯與合成技術(shù)得到了廣泛的研究和應(yīng)用，并在多種應(yīng)用中取得了一定良好的效果，但這些方法只是提供了初步的解決思路，仍然無法普遍適應(yīng)地處理具有各種特征的圖像和視頻。102傳統(tǒng)的圖像和視頻編輯工作主要目的是由用戶從大量的圖像和視頻片斷中尋找合適的部分進(jìn)行手工裁剪和拼接的直接操作。雖然近年提出的摳圖技術(shù)可以精細(xì)地處理每幀圖像

3、的內(nèi)容，并可以描述后續(xù)的合成過程，但這種方法需要采用某些額外的處理來粗略確定源圖像中的前景區(qū)域或背景區(qū)域，以構(gòu)造下一步合成工作的材料；而傳統(tǒng)的顏色匹配過程則完全需要經(jīng)驗(yàn)豐富的美術(shù)師來手工對每一幅圖像或視頻中的幀進(jìn)行色調(diào)、亮度等參數(shù)的調(diào)整，盡管基于數(shù)字設(shè)備的顏色匹配處理可以完成整體性的色調(diào)擬合，但只能針對包含單一場景的圖像進(jìn)行處理；傳統(tǒng)的前景消除是電影后期處理中的一個重要手段，主要由美術(shù)師手工來逐幀完成，盡管一些技術(shù)可以針對特定的前景進(jìn)行半自動的移除處理，但是有受前景特征影響的局限性。因此，作為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，圖像與視頻的摳圖、顏色匹配、前景移除等技術(shù)仍然需要進(jìn)一步的改進(jìn)和提高，其處理的效率和效

4、果對圖像和視頻編輯與融合在各領(lǐng)域的應(yīng)用有十分重要的意義。102本文面向影視后期制作和家庭視頻娛樂等應(yīng)用領(lǐng)域，對圖像和視頻的摳圖、顏色轉(zhuǎn)移和匹配以及前景消除等技術(shù)在特定領(lǐng)域的應(yīng)用展開研究，試圖減少用戶的交互操作量，同時保證高質(zhì)量的圖像和視頻編輯和生成效果。為此，本文進(jìn)行研究和探索的方面包括：一、降雨和降雪環(huán)境下視頻的雨雪前景移除；二、研究便捷的摳圖方式，探討利用附加信息對不連續(xù)區(qū)域的半透明前景對象進(jìn)行摳圖的方法；三、探索便捷的層次化結(jié)構(gòu)的顏色匹配技術(shù)，使得用戶可以方便地校正圖像和視頻局部區(qū)域的顏色屬性?；谏鲜瞿繕?biāo)，本文主要的研究工作包括了如下的內(nèi)容：一、提出了一種基于時間濾波器的視頻中降雨和降

5、雪前景移除的方法。通過分析降雨和降雪環(huán)境所具有的獨(dú)特光效，可以發(fā)現(xiàn)視頻中的雨雪總是具有顯著超過背景的亮度，同時，雨雪在空間中的分布具有廣義靜態(tài)的特性?；谶@兩個基本事實(shí)，我們提出了利用時間濾波器在時間軸上來尋找視頻中非雨雪場景的互補(bǔ)信息的方法。這種方法關(guān)鍵在于設(shè)計對亮度敏感的時間濾波器形式以及時間濾波器所需的濾波周期長度，為了進(jìn)一步保證時間濾波器的處理效果，必要的濾波處理效果評價標(biāo)準(zhǔn)也是算法設(shè)計的一個部分。因此，時間濾波器形式、濾波周期確定方法、濾波效果評價標(biāo)準(zhǔn)是這一工作的三個組成部分，而這三個部分也構(gòu)成了視頻中雨雪移除處理過程的三個步驟。102二、提出了一種基于附加信息的摳圖方法?，F(xiàn)有的摳圖

6、方法很少考慮視頻中不連續(xù)區(qū)域的處理，基于降雪視頻環(huán)境的光效，我們提出了一種利用額外背景信息進(jìn)行降雪類半透明對象摳圖處理的方法。降雪環(huán)境的視頻可以獲得移除雪花前景后的背景信息，這一附加信息可以提供降雪前景在視頻中區(qū)別于背景的突出特征。我們通過在閉形式摳圖算法中加入對背景信息的處理來獲得對摳圖過程的附加約束，使得閉形式摳圖方法簡化了求解過程中的未知量。進(jìn)一步地，利用視頻中背景與前景的梯度差異來指導(dǎo)對雪花形成的不連續(xù)區(qū)域進(jìn)行自動的三分圖構(gòu)造，從而實(shí)現(xiàn)了閉形式解摳圖的方法在降雪視頻中對雪花前景的摳圖處理。三、提出了一種基于層次化結(jié)構(gòu)的顏色匹配方法?，F(xiàn)有的顏色匹配方法大多是對圖像進(jìn)行整體性的顏色分布測量

7、，對場景組成復(fù)雜的圖像之間的顏色匹配常會出現(xiàn)顏色扭曲的現(xiàn)象，而復(fù)雜場景圖像的構(gòu)成顯然是由多個成分較單一的區(qū)域組成的，因而對復(fù)雜圖像進(jìn)行區(qū)域分解后再進(jìn)行區(qū)域間顏色匹配是一個合理的處理方式。我們利用層次化分割對圖像進(jìn)行區(qū)域分割并形成具有層次化結(jié)構(gòu)的樹狀結(jié)構(gòu)，通過定義樹狀結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)成形式，對顏色匹配圖像之間的區(qū)域特征相似性進(jìn)行比較，以尋找目標(biāo)圖像與參考圖像局部匹配的最佳區(qū)域。在此基礎(chǔ)上，我們利用顏色概