抠图技术中三分图生成算法的研究

三 分图 。 该算 法仅 需要用 户提 供简 单 的交互 ， 就可 以完
成 不 同复杂 程度 图像 的三分 图 生成 过程 ，提 高 了抠 图
ｆ 仪 ｂ （一 ） ｂ Ｆ ＋ｉ 仪 Ｂ ＝ ｂ
１８ ９ ４年应 用通 道提 出 的图像 合成方 固 述为 描
其 中 ， 表 示待 观 察 的图 像 ， 和 分别 表 示 前景 图 ，
两种方 法各 有 自 己的优点 和不 足 ，将这 两 种方 法 结合 起 来 ， 是抠 图的第 三类方 法 。 ＷａｇＪｅ等 习 出 就 如 ｎ ｕ 提
提取 图像 前景 的技 术 。图像 中的前景 和 背景 有 时会 出 现覆 盖 ， 者前 景 中存在 透 明的部 分 ， 或 如何 准 确地 从 背
景 中分离 出前景 ， 是一项 很艰难 的任 务 。 数字 抠 图所 而
要解 决的就 是这个 问题 。目前 ， 已经 有许 多经典 的抠 图 算法 。这 些经 典算 法 主要 可 以分 为 三大 类 。如 ｙ ， ｕ
像 和背 景 图像 。 方程 实际 上就 是通过 将 ， 该 表示 成 Ｆ
和 的凸组合 。Ｌ 为 掩 像（ｐ ａｍ ｔ ）可 以在 区间 Ｏ称 ａ ｈ ａｔ ， ｌ ｅ
，
的鲁 棒 抠图 算 法 ｏｕｔ ｔｎ） 就 是综 合 考 虑 了抽 ｂｓ Ｍａｔｇ ， ｉ
样统 计 与局 部连续 性 的最优 化算 法 。 百度文库前 数字 抠图 技术 有 了明显 的发 展 ， 已经成 为 图 像编 辑和 影视 制作 的 关键技 术 。随 着数码 技 术 的不 断 发展 ， 使用 抠图技 术将 给人们 带来 更多 的视 党效 果 。 但 是数 字抠 图技术还 面 临许多挑 战 。 多抠 图算 法 ， 考 许 只 虑到 抠图 的效 果 ，而对 于效 率特 别是 交互 友好 方 面 欠 缺考虑 。 如鲁棒 抠 图算法 虽然效 果较好 ， 需要 用户 提 但 供 三分 图Ｍ（ｒ ａ ） 如果 能够设 计一种 自动生成 三分 Ｔｉ ｐ 。 ｍ
ｌ＝ 双Ｆｇ ＋１ 旺Ｂ ｛～ ）
本 文 提 出一 种 基 于 交 互 式 图像 分 割 的 三 分 图 生 成 算 法 。该 算法 利 用交 互式 Ｇ ａｈ Ｃ ｔ 割 算法 初 步生 成 ｒ — ｕ分 ｐ 图像 的二分 图 ， 结合 数 学形 态学 的方 法 ， 再 自适 应生 成
（
分 图生成 过程 。
关键 词 ：抠 图；三分 图； 交互式 图像分 割 ； 自适 应
一
、
引 言
ｔ ｔｎ ） 一种 用 于 精确 Ｊ Ｍａ ｉｇ 是 ｔ
的效 率 。
数 字抠 图技 术Ｍ
二 、 图 技 术 中三 分 图 的作 用 抠
１ 数 字抠 图技 术基 本原理 、 抠 图 技 术 最 早 源 于 影 视 制 作 中 的遮 罩 技 术 （ ａ— ｍ ｔ ｔ） 是 一种 光学 抠 图技 术 。２ ｅ， Ｄ世纪 ８ Ｄ年 代后 ， 宇抠 数
抽样统 计方法 （ａ ｐ ｉ － ａｅ ｐ ｒ ＃ ） 而 孙剑等 Ｓ ｍ ｌ ｇ ｂｓｄＡ ｐ ｏ 。 ｎ ｒ ａ 人［提 出 的泊 松 抠 图 （ｏ ｓｎＭａｔ ｇ 和 Ｌ ｖｎ等 人 司 Ｐ ｉ ｏ ｔ ｉ ） ｓ ｎ ｅｉ 提 出抠 图 的 闭合 形 式 解 （ ｌ ｅ ｏｍ Ｓ ｌｔ ｎ 采 用 了 Ｃｏ ｄ Ｆ ｒ ｏｕｉ ） ｓ ｏ
Ｙ ｈ ａｇ等 人 提 出的 基 于 贝叶 斯 抠 图 算 法 采 用 了 ｕＣ ｕｎ
图技 术 （ ｔ ａｔ ｇ 逐渐 替代 了原 有 的光学 抠 图技 Ｄ ａｍ ｉ ） ｌ ｔ ｎ 术 。从 此 ，数 字 抠 图与图 像合 成这 两 种互 逆 的处 理技
术 ， 许 多图像 处理应 用 上 占据 了 关键 地位 。 在
图的抠 图算法 ， 将大 大提 高抠 图的效 率 。 自动生 成 三 而 分图 的精确 性 ， 取决 于预处 理 分 割算法 的设 计 。对 此 ，
１： 间取值 ， １＿ ２ 表示 图像 的不透 明度 （ ａ ｉ ） 当 ＝ ｏ ｃｙ 。 ｐ ｔ
或 ０时 ， 别 表 示确 定 的前 景 （ｅ ｎｔ ｆｒｇｏ ｎ ） 确 分 ｄ ｉ ｏｅｒｕ ｄ和 ｉ ｆ ｅ 定 的背 景（ｅ ｎｔ ｂｃ ｇｏｎ ） 当 Ｏ取其 它值 时 ， 表 ｄ ｉ ａｋ ｒｕ ｄ。 ｉ ｆ ｅ Ｌ 则 示不 确定 或者 混合 的像 素 。 张图像 中， 一 大部分 的 区域 都属 于确 定 的前 景或 背景 区域 。精 确 估计 出那些 不确
基 于局部 连续 性 的方 法 （ｆ ｎｔ— ａｅ ｐ ｒａｈ ） 这 Ａｆ ｉ ｂｓ ｄ ｐ ｏｒ ［ 。 ｉ ｙ Ａ
数 字 抠图 实 际上研 究 的是 如何 从 图像 或者 视频 流
中提取 前 景 的问题 。这 个 问题 可 以用
Ｉ ａ ＋（ — ） ＝ Ｆ Ｊ Ｂ （） Ｊ
ｅ 和 Ｄｆ ｒ ｕ ｆ在
Ｔ ｃ ｎ ｌｇ 技 应 ｌ ３ ｅ ｈ ｏｏ ｙ 术 用 ７
抠图技术 中三分 图生成算法的研究
郑 加 明 陈 昭炯
（ 州 大 学数 学 与计 算 机 科 学 学 院 福 建福 州 ３ ０ ８） 福 ５１ ０
摘要：针对许 多抠 图算法需要用户提供三分 图，限制了抠 图的效率和应用范围等 问题 ，提 出一种基于交互 式图像分割的三分图 自 适应生成算法。该算法仅需要 用户提供 简单的交互，就可以完成不同复杂程度 图像 的三
定 区域 的 值 ， 是抠 图问题 的关键 所在 。
理 想抠 图 问题 的 ，Ｆ和 三 点 共线 ，只要 知 道 Ｆ 、
和 Ｂ的值 ， 就可 以准确 地计 算 出 值 。而 实际 上 ， 比如 在 ＲＧ Ｂ颜 色 空 间 中 ， 以将 式 （） 展 成 以 下方 程 组 可 扩
的形式 ： Ｉ 旺 （一 ） Ｆ＋１ Ｂ ＝