专利名称：动态融合背景的物体图片展示方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及到图像处理，具体是一种动态融合背景的物体图片展示方法及系统。
背景技术：
对于具有透明特性的物体(如液体，玻璃器皿，水晶制品，玉石)或者是具有透明部件的物体(如眼镜，汽车等)来说，其透明度不仅是材质的重要属性，而且是其外形及内部构造的表现方式。在不同的背景下，此类物体所呈现出的效果图是完全不同的。将物体图片与背景分离，并与不同的背景图片融合展示其在不同背景下的效果图，使物体图片更加生动， 富有表现力，有助于对其物体属性、外形以及内部构造做出更直观、清晰的认识。但是，对透明物体进行拍照，其图片不可避免混有背景信息。因此目前的物体展示方法或者在固定的背景下拍摄物体图片，无法动态融合背景图片，或者只是将物体图片处理成透明的PNG或者是GIF格式的图片，将透明图片简单地叠加在背景图片上。这种在背景上的简单叠加，其透明特性失真甚至丧失，严重影响展示效果。此外，颜色中的红，绿，蓝三基色对应三种不同波长的光线，物体的三基色透明度反应了物体对这三种不同频率光线的透过率；实际上，物体对三种频率光线的透明程度不尽相同。PNG或者是GIF格式的图片采用一个ALPHA通道保存透明度，每个像素点只有一种透明度，即红，绿，蓝三基色的透明度为相同的数值；因此，透明图片的透明度通常取自三基色透明度的中位值或者是平均值，这样做相同处理引入了量化误差，降低各基色透明度之间的锐度，影响物体图片的鲜艳度及细腻感；在背景的衬托下，物体变灰暗，极不自然。假设背景图片为B (Br, Bg,恥)，物体图片为P (Pr, Pg, Pb)。根据专利文献1的方法拍摄太阳眼镜的两种不同背景图片并计算透明度A (Ar，Ag, Ab) (0<=Ar, Ag, Ab<=l)、平均透明度Av= (Ar+Ag+Ab) /3及透明度与平均透明度的均方差e=
V(Av - Ατ)2 + (Αν - Ag)2 + (Αν - Ab)2，以e衡量三基色透明度之间的偏差。从结果来看，对于
色彩鲜艳的透明物体图片，偏差e超过0. 1的像素点所占比例高达5%。最大偏差达0.45。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种动态融合背景的物体图片展示方法及系统，能逼真地将物体图片与任意背景图片融合。本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的 一种动态融合背景的物体展示方法。包括如下步骤
步骤1 在物体、拍照装置位置以及光线固定不动的情况下，获取像素尺寸完全一致的物体的白色背景图像以及黑色背景图像；
步骤2:利用黑、白背景图片将物体图片从背景中分离，进一步转换生成物体的颜色信息图片以及透明度信息图片并存入系统；
步骤3 采用图像透明融合算法，将物体图片与指定的背景图片融合并通过系统展示。所述的步骤2包括白色背景图片各像素点的颜色表示为Gl (Glr，Glg，Glb)，黑色背景图片各像素点的三基色颜色表示为G2(G2r，G2g, G2b)，白色背景的颜色表示为 W(ffr, ffg, Wb)，黑色背景的颜色表示为B (Br, Bg, Bb)；新建两张与白，黑色背景图片尺寸一样的JPEG或BITMAP格式的图像，表示为PC，PA ；利用下述公式计算各像素点的颜色信息C (Cr, Cg, Cb)以及透明度信息A (Ar，Ag, Ab) (0<=Ar, Ag, Ab<=l，其中0表示不透明，1表示完全透明)；
Ai= (Gli-G2i)/(Wi-Bi) (i=r, g, b)(公式 1)
Ci= (Gli-Ai^ffi)/(I-Ai) (i=r, g, b)(公式 2)
把透明度信息A(Ar，Ag, Ab)乘以常数k (比如k取128)并取整，作为图片PA与背景图片相对应的像素点的颜色值；把C(Cr，Cg, Cb)取整，作为图片PC与背景图片相对应像素点的颜色值；遍历物体的黑、白背景图片，最终得到与之相对应的物体的颜色信息图片PC，以及透明度信息图片PA，存入系统后台。所述的颜色信息图片PC以及透明度信息图片PA为两张JPEG或者是BITMAP格式的图片。所述的步骤3包括根据用户的选择，系统从后台读取物体的颜色信息图片PC以及透明度信息图片PA ；假设欲融合的背景图片PB的像素点颜色为B (Br，Bg, Bb)；根据用户的平移，放缩等操作，确定背景图像与物体图像的相对位置，最终得到这两者之间的映射关系；颜色D (Dr, Dg, Db)通过下式确定
Di=Ai*Bi+(I-Ai)*Ci (i=r，g，b)(公式 3)
根据映射关系，将计算得出的颜色D (Dr，Dg, Db)设定为效果图片PD的对应像素的颜色值。本发明所述的图像透明融合算法为采用公式3，根据物体颜色信息、透明度信息以及背景图片的颜色计算效果图片的颜色，而不是简单地将物体的透明图片叠加在背景图片上。所述的背景图片可以由用户自主上传，或者从系统提供的背景库中选择。更多的，如果用户通过操作单元指定切换的时间间隔，并选择自动切换，系统按照指定的时间间隔将物体图片自动依次与用户选择或上传的所有背景图片融合并展示。更多的，用户可以直接通过鼠标操作移动物体图片在背景图片上的相对位置以及拖动效果图片，可以通过相关操作放缩背景图片。更多的，在融合了背景图片的物体效果图上执行相关操作，用户可以打开新的窗体；在新的窗体上，效果图片以更大的界面显示，效果图片、背景图片以及物体图片可以被放缩或拖动。本发明涉及的系统包括物体后台处理模块，用于将物体黑、白背景图处理成颜色信息图片以及透明度信息图片并存入系统；
资料存储模块，用于存储物体图片以及由系统提供的各种类型的背景图片。前台展示模块，包括如下单元背景选择单元，显示欲融合的背景图片，由用户上传或者系统提供；
效果图片展示单元，显示物体图片与背景图片的融合图片，允许用户平移，放缩融合的效果图片、背景图片或者物体图片；
系统操作单元供用户上传图片使用，包括文件选择框及上传按钮等；此外，提供用户选择背景图片融合方式(自动或手动)，设置切换速度等； 历史记录单元，显示融合背景的历史效果图片。该系统可基于C/S或者B/S架构搭建，如果基于C/S架构搭建，可以在窗体上采用图像处理算法对图片进行处理并直接展示；如果基于B/S架构搭建，则采用FLASH组件设计物体图片展示单元，并且该展示单元运行在客户端的浏览器上。从上述的技术方案可以看出，由于三基色的透明度无损地保存一张JPEG或者 BITMAP格式的图片上，避免了把三基色透明度转换为一种透明度造成的量化误差；而通过融合算法融合背景避免了在背景图片上简单叠加图片所造成的物体属性的失真；而背景图片的多样性利于用户对物体属性做全面、直观的认识；背景切换以及界面操作方式的灵活性非常便于用户操作。本发明提供了一套结构化的展示系统，囊括了后台处理以及前台展示，特别是前台展示模块，结构紧凑，布局合理，功能完善，为用户提供了友好的展示界面。
图1是本发明提供的动态融合背景的物体图片展示系统方框2是本发明后台处理模块流程图
图3是前台展示模块的功能单元组成框4是融合背景的方法流程5是白色背景图片图6是黑色背景图片图7是透明度信息图片图8是颜色信息图片
具体实施例方式图1为动态融合背景的物体图片展示系统的系统结构图。该系统包括后台处理模块101，资料存储模块102以及前台展示模块103。其中，后台处理模块101用于处理物体图片，根据拍摄好的不同背景的图片，利用透明度获取算法获取物体的透明度以及颜色，分别以JPEG或者BITMAP格式的图片存入资料存储模块102。资料存储模块102用于存储系统使用的一些资料，包括物体透明度信息图片以及颜色信息图片，各种背景图片等。该模块根据不同架构，可以有多种形式，比如数据库服务器，本地电脑，远程电脑或者网络服务器等；
前台展示模块103提供了融合生成的图片的展示平台；根据用户的操作，系统将选定的物体图片与背景图片融合并通过本模块展示给用户，此外，本模块提供用户进行交互操作的界面，通过这些界面，用户可以选择图片，放缩或平移图片，上传图片，调取历史记录寸。图2为后台处理模块的处理流程图。流程如下选择白色背景图片501，在白色背景图片的背景区域点击鼠标左键，选择白色背景颜色502;选择黑色背景图片601，在黑色背景图片的背景区域点击鼠标左键，选择黑色背景颜色602 ；根据上述选择的两张图片， 程序按其尺寸新建两张图片，逐一获取黑、白底图片的像素点颜色，通过公式1计算该像素点的透明度，乘以一定系数以后取整作为其中一张新图片同一像素点的颜色值，通过公式2 计算该像素点的颜色，取整作为另一张新图片同一像素点的颜色值；遍历黑、白背景图片的所有像素点，最终得到物体的透明度信息图片701以及颜色信息图片801。将生成的两张图片保存为JPEG格式或者BITMAP格式的图片，如果系统是基于B/S架构的，则将图片传上 WEB服务器，并在数据库中录入其它相关信息，如果系统是C/S架构或者是单机程序，则将图片存入远程或者本地硬盘，数据库中录入其它相关信息。后台处理模块的另一部分功能是背景图片的录入104，系统预先在后台挑选各种类型的图片，比如人的头像，日照，强光，风景画等图片并保存在后台，这些背景图片的选择宗旨在于能充分展示物体的属性，特别是透明属性。前台展示模块包括物体图片展示单元401，背景图片展示单元402，系统操作单元 403，效果图片展示单元404，历史记录展示单元405，
在物体图片展示单元401中，系统将录入的所有物体图片分类分页列出。在背景图片402中，系统列出了录入系统的所有背景以及由用户自己上传的背景图片。用户首先选择要展示的图片A，并选择背景图片，系统根据选择利用融合算法将两者融合并展示出来。根据用户的操作，可以分别对物体图片以及背景图片进行放结合放缩平移，以融合图片展示单元的左上角位置为坐标原点，假设物体图片的放缩比例为K1，相对原点平移的=位置为(xo，Y0)，背景图片的放缩比例为K2，相对原点平移的位置为(XI，Yl);
首先采用双线性插值算法对背景图片进行放缩操作，生成新的图片并保存在系统内存。计算背景图片相对于物体图片的位移(X1-X0，Y1-Y0)。系统根据上述操作进行融合计算，设当前计算的背景图片像素点(X，Y)，读取该像素点的颜色值B (Br，Bg，Bb)根据相对位置与背景图片的放缩比例计算出与之相对的物体图片的像素点((X+X0-X1)/K2，(Y+Y0-YD/K2),判断该像素点是否为物体图片尺寸范围内的有效像素点。如果是有效像素点，从物体透明度信息图片读取透明度A (Ar, Ab1Ag), 从颜色信息图片中读取颜色C (Cr, Cg, Cb)，根据公式Di=Ai*Bi+(I-Ai)*Ci (i=r, g, b)，将 D (Dr, Dg, Db)逐个计算该像素点四个邻域的融合颜色，并采用双线性插值算法根据各邻域的颜色生成融合效果图片上该像素点和颜色。依次遍历背景图片上的所有像素点，生成融合效果图片并在效果图片展示单元404上显示出来。如果系统是基于B/S架构，效果图片展示单元404基于FLASH平台制作，通过 JAVASCRIPT函数调用ACTI0NSCRIPT函数向FLASH组件传递图片路径，相对位置，放缩比例等参数。FLASH根据这些参数利用公式3进行图像融合处理并展示效果。这样避免在服务器端进行大量复杂运算，减少了服务器负端。在效果图片展示单元404上可以直接拖动物体图片或者是背景图片，双击则可以打开新窗口，在新开的窗口中，融合的图片以大尺寸显示。方便用户观察图片的细节部分， 用户仍然可以通过鼠标操作直接对物体图片或背景图片进行放缩或平移。如果用户在系统操作单元403中选择自动融合并设置了切换时间，则系统会自动依次与背景图片展示单元上的背景图片融合，向用户展示效果图片。用户点击该单元的放大、缩小图片可以对物体或者是背景的图片进行放缩。
在系统操作单元403中，用户可以选择本地的图片上传至系统与物体图片融合， 浏览物体图片在该背景图片上的效果图。历史记录展示单元405用于展示之前的融合历史记录，如果用户通过鼠标操作选择某一历史记录，效果图片展示单会重新展示出该历史，这样便于用户对物体在不同的背景上的效果图进行参照对比。前台展示模块展示形式是可以根据页面布局改变的，而前台操作步骤根据用户操作千变万变，只要用户提供足够的参数，系统就能提供效果图片供用户浏览。
权利要求
1.一种自动融合背景的物体图片展示方法，包括下列步骤在物体、拍照装置、光线固定不变的情况下，分别以黑色和白色作为物体的背景，拍摄两张不同背景的图片；利用两张不同背景的物体图片获取红，绿，蓝三基色的颜色信息以及透明度信息； 将红，绿，蓝三基色的颜色信息以及透明度信息分别保存为JPEG或者BITMAP格式的图片；用户选择物体图片，并选择一张背景图片；从系统中读取物体的颜色信息以及透明度信息图片，与背景图片融合，生成物体叠加在该背景图片上的效果图，显示在屏幕上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于设物体的白色背景图片为Gl (611~，61&6113)，黑色背景图片为62 (G2r, G2g, G2b),白色背景颜色为W (Wr，Wg，Wb)，黑色背景颜色为B (Br，Bgjb)，则物体图片的三基色颜色C (Cr，Cg，Cb)，物体图片的三基色透明度A (Ar, Ag, Ab)通过以下公式联立求解得到Gli=Wi^Ai+(I-Ai)^CiG2i=Bi*Ai+(I-Ai)*Ci (其中 i=r，g，b)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于对物体图片的红，绿，蓝三基色透明度分别计算并保存。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于利用一张JPEG或者是BITMAP格式的图片保存物体图片的透明度信息，即将透明度经过变换，作为图片的像素点颜色保存。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于将物体图片的颜色信息及透明度信息分开并分别采用一张图片保存。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于根据背景图片与物体图片的像素比例与相对位置确定相互之间的像素对应关系，融合生成的效果图片像素点颜色D(Dr, Dg, Db)，由背景图片的像素点颜色B (Br, Bg, Bb)以及与之相对应的物体图片的像素点透明度信息A (Ar，Ag，Ab)及颜色信息C (0乂&03)通过公式0丨=4讨8丨+(1^)*(士 (i=r, g, b)计算得到。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的背景图片通过后台操作预先存入系统背景库。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的背景图片由用户上传得到。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的背景图片由用户手动选择。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于不同的背景图片自动切换与物体图片融合。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于不同的背景图片与物体图片自动切换的时间间隔由用户设置。
12.一种自动融合背景的物体图片展示系统，其特征在于，该系统包括后台处理模块，用于根据不同物体的不同背景图片生成颜色信息图片以及透明度信息图片；资料存储模块，用于保存系统使用的物体颜色信息图片以及透明度信息图片，此外，还用于保存预先选择的一些背景图片；前台展示模块，供用户操作并展示融合效果；所述的前台展示模块包括如下单元物体图片展示单元，用于显示供融合的物体图片；背景图片展示单元，用于显示系统提供的背景图片及用户上传的背景图片； 效果图片展示单元，用于显示物体图片与背景图片融合的效果图片； 系统操作单元，用于供用户上传背景图片，以及选择背景图片自动或手动的融合方式， 设置切换速度；历史记录展示单元，显示融合的历史记录。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于所述的效果图片展示单元基于FLASH平台制作。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于所述的效果图片展示单元运行在客户端的浏览器上。
全文摘要
本发明涉及一种动态融合背景的物体图片展示方法，包括如下步骤1)预先获取物体的颜色信息及三基色的透明度信息，分别保存为JPEG或者BMP格式图片并存入系统2)用户通过界面选择欲浏览的物体。3)通过用户上传，用户手动选择，自动切换等方式选择背景图片，并与物体图片融合，向用户展示效果图。此外，本发明还提供动态融合背景的物体图片展示系统，包括后台处理模块、资料存储模块及前台展示模块。本发明从带有背景的物体图片中分离出三基色的颜色信息以及透明度信息，并分别以保存到一张图片，通过图像透明度融合算法，展示不同背景下物体的效果图，使用户充分了解物体的质地属性，准确把握其特征及特点。
文档编号G06T11/00GK102521820SQ20111043532
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者张著岳 申请人:张著岳