山東建筑大學藍幕

課程設計說明書題目；藍幕/綠幕圖像自動摳圖與背景更換的實現(xiàn)課程：數(shù)字圖像處理課程設計院（部）：信息與電氣工程學院專業(yè)：電子信息工程班級：電信17學生姓名：學號：2017081030指導教師：張運楚、楊紅娟、張君捧—完成日期： 2020618目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 31設計的目的 42設計要求 43設計內(nèi)容 43.1選擇圖片 53.2打開背景圖 53.3采用歐氏距離對彩色圖像分割 73.4換背景 8\o"CurrentDocument"4總結致謝 9\o"CurrentDocument"5參考文獻 10摘要藍幕/綠幕技術又叫做色度鍵技術，簡單地說，它是通過在同一色彩的藍色或綠色背景上拍攝物體，然后通過背景色彩特殊的色調(diào)信息加以區(qū)分前景和背景，從而達到自動去除背景保留前景的目的廣泛用于廣播電視的動態(tài)背景合成以及電影和攝影創(chuàng)作中。關鍵詞：色度鍵技術；藍幕/綠幕技術；圖像處理；一、設計要求1．根據(jù)設計要求分析藍幕/綠幕圖像中去除背景的關鍵問題，掌握基于彩色圖像分割的自動摳圖和背景更換方法，說明設計原理和步驟。畫出流程圖，編寫實現(xiàn)程序，并進行調(diào)試，完成系統(tǒng)軟件設計。2．基本教學要求：每人一臺計算機，計算機安裝matlab、visio等軟件。二、設計步驟1．理論依據(jù)顏色模型、彩色分割技術。2．方案設計選擇合適的顏色，采集藍幕或綠幕背景像素樣本點，對背景進行統(tǒng)計建模，然后完成背景和人物任務的分割。然后用指定的圖像更換藍幕或綠幕背景。畫出流程圖，并對各部分功能進行說明。建議使用Visio等軟件繪制框圖。3．程序設計根據(jù)設計要求及系統(tǒng)流程圖，進行程序設計，編寫實現(xiàn)程序，使用Matlab等軟件。4．程序調(diào)試對編寫的軟件程序，以測試圖像為例進行調(diào)試，根據(jù)結果，完善程序功能。并以自選視頻圖像進行驗證。三、設計內(nèi)容3.1打開要處理的圖片內(nèi)容[filename,pathname]二uigetfile(｛，*.jpg，;，*.png，;，*.tif，｝,，選擇圖片，);file1=[pathname,filename];globalF;F=file1;x=imread(file1);axes(handles.axes1);imshow(F); %打開要摳的圖X00.3J"unfitIed2丨：：》：|:=pX00.3J"unfitIed2丨：：》：|:=p打開育毀圖3.2對圖片進行摳圖globalF;globalgcolor;I=imread(F);figure,imshow(I);Id=double(I);%交互獲取樣本，移動鼠標單擊左鍵在圖像藍色背景上選點形成封閉多邊形%然后單擊鼠標右鍵，彈出菜單，選擇“CreateMask”mask=roipoly(I);%得到彩色圖像的RGB三個顏色分量redplane=I(:,:,1);greenplane=I(:,:,2);blueplane=I(:,:,3);%得到所有樣本像素的RGB三個顏色分量xR=redplane(mask);xG=greenplane(mask);xB=blueplane(mask);%ConcatenateR,G,BcomponentarraysalongcolumndimensionformsampledatamatrixX=cat(2,xR,xG,xB);X=double(X);%得到樣本像素的數(shù)量K[K,n]=size(X);%el%計算樣本像素的均值向量M和協(xié)方差矩陣C%Computeanunbiasedestimateofmean.Misarowvectorhere.M=sum(X,1)/K;%SubtractthemeanfromeachrowofX.X=X-repmat(M,K,1);%ComputeanunbiasedestimateofcovariancematrixC.%NotethattheproductisX'*XbecausethevectorsarerowsofX.C=(X'*X)/(K-1);%DeterminethethresholdusingcovariancematrixC.%TEisusedforEuclideandistanced=diag(C);sd=sqrt(d);TE=3*max(sd);%避免閾值過小ifTE<150TE=150;end%采用上述參數(shù)，采用歐氏距離對彩色圖像分割，“扣取”前景目標%獲取圖像的高、寬[Height,Width,Q]=size(I);%初始化分割結果變量%二值圖像，背景像素值=0，前景像素=1gmask=false(Height,Width);%彩色圖像，背景像素RGB各分量值=127，前景像素與源輸入圖像同gcolor=uint8(127*ones(Height,Width,3));sqTE=TE*TE;%forx=1:Heightfory=1:Widthsqdist=(Id(x,y,1)-M(1)廠2+ (ld(x,y,2)-M(2)廠2+ (ld(x,y,3)-M(3)廠2;if(sqdist>sqTE)%該像素為前景gmask(x,y)=1;gcolor(x,y,:)=I(x,y,:);end

endend%摳圖%顯示處理結果axes(handles.axes1);imshow(gcolor);%摳圖3.3打開背景圖3.3打開背景圖[filename,pathname]二uigetfile(｛，*.jpg，;，*.png，;，*.tif，｝,，選擇圖片，);file2=[pathname,filename];globalS;S=file2;x=imread(file2);axes(handles.axes2);imshow(S); %打開背景圖Xm換背最#、’untitkXm換背最#、’untitkid2打開要拒的圖 打開育毀圖3.4更換背景globalF;globalS;globalgcolor;INEW=imread(S);[Height,Width,Q]=size(gcolor);forx=1:Heightfory=1:Widthif~(gcolor(x,y,1)==127&&gcolor(x,y,2)==127&&gcolor(x,y,3)==127)INEW(x,y,:)=gcolor(x,y,:);endendendaxes(handles.axes2);imshow(INEW);%換背景

Xm*unfitIed2Xm*unfitIed2換背最打開寥退的圖 打開育■毀圖四、總結致謝這一次做的藍幕/綠幕圖像自動摳圖與背景更換的實現(xiàn)。原理看似簡單，但過程讓我深深感受到再簡單的圖像處理，理論與實際也會有一定的差入。在參考書設計原理的基礎上經(jīng)過了個人的改進,讓功能更完善,特別是程序的調(diào)試,花的時間最多，也是最難的一一個地方。通過本次設計，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識和綜合素質，更好地掌握了數(shù)字圖像處理設計，提高個人基本能力、實驗及設計能力和獨立工作能力，基本知識更加牢固，會編程調(diào)試、會查資料在設計的過程和設計說明書的撰寫過程.中，老師給予了我熱心的幫助和大力的支持，給我提了諸多的寶貴意見，拓寬了我的思路。在此我向張運楚、楊紅娟、張君捧老師致以崇高的敬意和衷心的感謝!.參考文獻五、參考文獻[美JeffFoster.影視綠幕技術完全手冊[M].北京：人民郵電出版社,2012..郭鵬.演播室藍幕擬實摳像背景的制作[J].電視字幕?特技與動畫,2004,(5).[美]馬奎斯著；章毓晉譯?實用MATLAB圖像和視頻處理[M].北京：清華大學出版社.2013.羅嬌.一種自動摳像技術的研究與實現(xiàn)[D]?西南大學,2013.⑸岡薩雷斯?數(shù)字圖像處理(MATLAB)中文版[M].北京：電子工業(yè)出版社,2007.⑹Castleman,K.R.[美]著，朱志剛等譯.數(shù)字圖像處理[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.朱虹.數(shù)字圖像處理基礎[M].北京：科學出版社,2005.劉志敏，揚杰，施鵬飛.數(shù)學形態(tài)學的圖像分割算法[D].計算機工程與科學,1998,20(4):21.章毓晉.圖像分割.北京:科學出版社,2001.王樹偉，楊鴝.Matlab6.5輔助圖像處理