一种抠像区域的确定方法及装置与流程

1.本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种抠像区域的确定方法及装置。


背景技术：

[0002]“抠像”一词是从早期电视制作中得来的，意思是吸取画面中的某一种颜色作为透明色，将它从画面中抠去，从而使背景透出来，形成二层画面的叠加合成。这样在室内拍摄的人物经抠像后与各种景物叠加在一起，形成奇特的图像合成效果。
[0003]
最近几年也有公司使用大屏幕结合实体蓝箱作为抠像区域来进行使用，虽然布光均匀容易进行抠像处理，但是由于抠像区域是自发光方式，如果大面积使用抠像背景，拍摄对象很容易产生反色现象。


技术实现要素：

[0004]
有鉴于此，本发明提供了一种抠像区域的确定方法及装置，用以解决使用大屏幕作为抠像区域来进行使用，虽然布光均匀容易进行抠像处理，但是由于抠像区域是自发光方式，如果大面积使用抠像背景，拍摄对象很容易产生反色现象的问题。具体方案如下：
[0005]
一种抠像区域的确定方法，包括：
[0006]
获取物理屏幕的物理参数信息，其中，所述物理参数信息包括：尺寸信息和空间位置信息；
[0007]
基于所述物理参数信息，确定与所述物理参数信息匹配的虚拟参数信息，基于所述虚拟参数信息建立虚拟屏幕，其中，所述物理参数信息与所述虚拟参数信息存在对应关系；
[0008]
获取视频拍摄设备的可视角度参数；
[0009]
基于所述虚拟投射相机的可视角度参数使用渲染引擎将抠像背景投射到所述虚拟屏幕上，得到抠像区域，其中，抠像区域的抠像尺寸小于所述物理屏幕的尺寸信息且所述抠像区域随所述虚拟投射相机的移动而变化。
[0010]
上述的方法，可选的，还包括：
[0011]
将所述抠像区域以外的其余区域作为补光区域，设置所述补光区域的补光颜色；
[0012]
基于所述补光区域对所述抠像区域的拍摄对象进行补光。
[0013]
上述的方法，可选的，所述物理屏幕上的预设位置预先安装预设数量的红外定位摄像头，获取物理屏幕的物理参数信息，包括：
[0014]
对所述预设数量的红外定位摄像头的进行初始化，得到空间坐标系；
[0015]
基于所述空间坐标系和所述预设数量的红外定位摄像头确定所述预设位置的各个坐标；
[0016]
基于所述各个坐标确定所述物理屏幕的参数信息。
[0017]
上述的方法，可选的，获取视频拍摄设备的可视角度参数，包括：
[0018]
对视频拍摄设备进行标定；
[0019]
标定完成后，获取所述视频拍摄设备的可视角度参数。
[0020]
上述的方法，可选的，基于所述虚拟投射相机的可视角度参数使用渲染引擎将抠像背景投射到所述虚拟屏幕上，得到抠像区域，包括：
[0021]
将所述可视角度参数传递给虚拟相机，令所述虚拟相机基于所述可视角度参数确定所述虚拟屏幕中的投影区域；
[0022]
将所述抠像背景投射到所述投影区域上，得到抠像区域。
[0023]
一种抠像区域的确定装置，包括：
[0024]
第一获取模块，用于获取物理屏幕的物理参数信息，其中，所述物理参数信息包括：尺寸信息和空间位置信息；
[0025]
确定和建立模块，用于基于所述物理参数信息，确定与所述物理参数信息匹配的虚拟参数信息，基于所述虚拟参数信息建立虚拟屏幕，其中，所述物理参数信息与所述虚拟参数信息存在对应关系；
[0026]
第二获取模块，用于获取视频拍摄设备的可视角度参数；
[0027]
投射模块，用于基于所述虚拟投射相机的可视角度参数使用渲染引擎将抠像背景投射到所述虚拟屏幕上，得到抠像区域，其中，抠像区域的抠像尺寸小于所述物理屏幕的尺寸信息且所述抠像区域随所述虚拟投射相机的移动而变化。
[0028]
上述的装置，可选的，还包括：
[0029]
设置模块，用于将所述抠像区域以外的其余区域作为补光区域，设置所述补光区域的补光颜色；
[0030]
补光模块，用于基于所述补光区域对所述抠像区域的拍摄对象进行补光。
[0031]
上述的装置，可选的，所述物理屏幕上的预设位置预先安装预设数量的红外定位摄像头，所述第一获取模块包括：
[0032]
初始化单元，用于对所述预设数量的红外定位摄像头的进行初始化，得到空间坐标系；
[0033]
坐标确定单元，用于基于所述空间坐标系和所述预设数量的红外定位摄像头确定所述预设位置的各个坐标；
[0034]
参数信息确定单元，用于基于所述各个坐标确定所述物理屏幕的参数信息。
[0035]
上述的装置，可选的，所述第二获取模块包括：
[0036]
标定单元，用于对视频拍摄设备进行标定；
[0037]
获取单元，用于标定完成后，获取所述视频拍摄设备的可视角度参数。
[0038]
上述的装置，可选的，所述投射模块包括：
[0039]
传递单元，用于将所述可视角度参数传递给虚拟相机，令所述虚拟相机基于所述可视角度参数确定所述虚拟屏幕中的投影区域；
[0040]
投射单元，用于将所述抠像背景投射到所述投影区域上，得到抠像区域。
[0041]
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
[0042]
本发明公开了一种抠像区域的确定方法及装置，所述方法包括：获取物理屏幕的物理参数信息；基于物理参数信息，确定与所述物理参数信息匹配的虚拟参数信息，基于所述虚拟参数信息建立虚拟屏幕，其中，所述物理参数信息与所述虚拟参数信息存在对应关系；获取视频拍摄设备的可视角度参数；基于所述虚拟投射相机的可视角度参数使用渲染
引擎将抠像背景投射到所述虚拟屏幕上，得到抠像区域，其中，抠像区域的尺寸小于所述物理屏幕且所述抠像区域随视频拍摄设备移动而变化。上述过程中，抠像区域的抠像尺寸小于物理屏幕的尺寸减少了抠像背景的存在，降低了反色程度，并且所述抠像区域随视频拍摄设备移动而变化，实现了抠像区域的调整，进一步减少了抠像区域拍摄对象的反色程度。
附图说明
[0043]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]
图1为本技术实施例公开的一种抠像区域的确定方法流程图；
[0045]
图2为本技术实施例公开的一种抠像效果示意图；
[0046]
图3为本技术实施例公开的一种抠像区域的确定装置结构框图。
具体实施方式
[0047]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0049]
本发明公开了一种抠像区域的确定方法及装置，应用于抠像过程中抠像区域的确定过程，使用纯色抠像技术剔除图像的合成技术己经出现二十多年，“抠像”一词是从早期电视制作中得来的。英文称作“key”，意思是吸取画面中的某一种颜色作为透明色，将它从画面中抠去，从而使背景透出来，形成二层画面的叠加合成。这样在室内拍摄的人物经抠像后与各种景物叠加在一起，形成奇特的图像合成效果。最近几年也有公司使用大屏幕结合实体蓝箱作为抠像区域来进行使用，虽然布光均匀容易进行抠像处理，但是由于抠像大屏幕是自发光方式，如果大面积使用抠像色，人物很容易产生反色现象，严重影响抠像效果，进一步的，实体蓝箱占地面积大，灯光不均匀影响抠像效果，使用时间久后箱体会褪色；屏幕不能动态调整抠像区域位置与大小，影响拍摄效果，基于上述的问题，本发明提供了一种抠像区域的确定方法，所述方法的执行流程如图1所示，包括步骤：
[0050]
s101、获取物理屏幕的物理参数信息，其中，所述物理参数信息包括：尺寸信息和空间位置信息；
[0051]
本发明实施例中，所述物理屏幕为真实存在的屏幕，优选的，所述物理屏幕可以为led屏幕，led显示屏(led display)是一种平板显示器，由一个个小的led模块面板组成，用来显示文字、图像、视频等各种信息的设备。获取所述物理屏幕的物理参数信息，其中，所述
物理参数信息可以在指定位置获取或者通过安装传感器测量得到，本发明实施例中，对所述物理参数信息的具体获取形式不进行限定，所述物理参数信息包括：尺寸信息和空间位置信息，所述尺寸信息包括所述物理屏幕的长度和宽度。
[0052]
s102、基于所述物理参数信息，确定与所述物理参数信息匹配的虚拟参数信息，基于所述虚拟参数信息建立虚拟屏幕，其中，所述物理参数信息与所述虚拟参数信息存在对应关系；
[0053]
本发明实施例中，基于所述物理参数信息，确定与所述物理参数信息匹配的虚拟参数信息，优选的，所述物理参数信息与所述虚拟参数信息相同，基于所述虚拟参数信息构建所述虚拟屏幕，其中，所述虚拟参数信息包括：虚拟屏幕的尺寸信息和位置信息，所述虚拟屏幕的尺寸信息包括：虚拟屏幕的长度和宽度。
[0054]
s103、获取视频拍摄设备的可视角度参数；
[0055]
本发明实施例中，所述可视化角度参数为视频拍摄设备的参数，其中，所述视频拍摄设备可以为摄像机镜头、相机镜头等等，所述视频拍摄设备的可是角度参数可以直接获取所述视频拍摄设备的固有参数，也可以基于对所述视频拍摄设备进行标定，标定完成后，获取所述视频拍摄设备标定后的可视角度参数。
[0056]
s104、基于所述虚拟投射相机的可视角度参数使用渲染引擎将抠像背景投射到所述虚拟屏幕上，得到抠像区域，其中，抠像区域的抠像尺寸小于所述物理屏幕的尺寸信息且所述抠像区域随所述虚拟投射相机的移动而变化。
[0057]
本发明实施例中所述抠像背景为拍摄对象的背景色，优选的，所述抠像背景为蓝色，将所述可视角度参数渲染到虚拟投射相机，令所述虚拟投射相机将所述抠像背景投射到所述虚拟屏幕上，得到抠像区域，为了减小抠像背景对拍摄对象造成的反色现象，减少抠像区域尺寸，令所述抠像区域的尺寸小于所述物理屏幕的尺寸，所述抠像区域尺寸的调节可以通过调整所述虚拟投射相机的角度，位置等参数来实现，所述抠像区域随所述虚拟投射相机的参数的改变而改变，例如，所述虚拟投射相机拉远，所述抠像区域显示范围变大，所述虚拟投射相机拉近，所述抠像区域像是范围变小，具体如何调整所述抠像区域可以基于经验或者具体情况进行设定，本发明实施例中，不进行限定，其中，所述虚拟投射相机可以为虚拟相机或者虚拟摄像头等，进一步的，所述抠像区域随所述虚拟投射相机的移动而变化。
[0058]
本发明公开了一种抠像区域的确定方法及装置，所述方法包括：获取物理屏幕的物理参数信息；基于物理参数信息，确定与所述物理参数信息匹配的虚拟参数信息，基于所述虚拟参数信息建立虚拟屏幕，其中，所述物理参数信息与所述虚拟参数信息存在对应关系；获取视频拍摄设备的可视角度参数；基于所述虚拟投射相机的可视角度参数使用渲染引擎将抠像背景投射到所述虚拟屏幕上，得到抠像区域，其中，抠像区域的尺寸小于所述物理屏幕且所述抠像区域随视频拍摄设备移动而变化。上述过程中，抠像区域的抠像尺寸小于物理屏幕的尺寸减少了抠像背景的存在，降低了反色程度，并且所述抠像区域随视频拍摄设备移动而变化，实现了抠像区域的调整，进一步减少了抠像区域拍摄对象的反色程度。
[0059]
本发明实施例中，由于所述抠像区域的尺寸小于所述物理屏幕，优选的，将所述抠像区域以外和所述物理屏幕之间的区域作为补光区域，设置所述补光区域的补光颜色，其中，所述补光颜色可以基于经验或者具体情况进行设定，本发明实施例中不进行具体限定，
基于所述补光区域对所述抠像区域的拍摄对象进行补光。
[0060]
本发明实施例中，所述物理屏幕上的预设位置预先安装预设数量的红外定位摄像头，则获取物理屏幕的物理参数信息的过程包括：对所述预设数量的红外定位摄像头的进行初始化，得到空间坐标系，基于所述空间坐标系和所述预设数量的红外定位摄像头确定所述预设位置的各个坐标，将所述各个坐标的对应项作差确定所述物理屏幕的尺寸信息和位置信息。
[0061]
本发明实施例中，使用空间定位跟踪技术与摄像机拍摄匹配技术结合，通过获取视频拍摄设备的可视角度参数，确定所述视频拍摄设备的位置与角度，在对应的大屏幕显示抠像纯色图像，摄像机运动时屏幕对应的抠像区域会跟随变化和移动，保证拍摄范围内都是抠像所需要的颜色，实现使用大屏幕进行动态抠像功能，消除了大屏幕整屏全亮状态下人物产生的反色现象，通过在抠像区域边缘设置补光颜色，增加抠像效果动态补光的效果，动态的显示抠像技术也节约了大屏幕使用的能源消耗，降低使用环境的温度与噪音，创造了一种高效节能的新型动态抠像系统。
[0062]
基于上述的抠像系统进行举例，所述抠像系统包括：用于显示图像的led屏幕，用于读取镜头文件和拍摄的摄像机，用于初始代定位和摄像跟踪的跟踪定位设备，用于渲染显示图像的渲染服务器，用于摄像机输入，虚拟背景输入和图像和成的色键器，用于跟踪调试、控制渲染和控制跟踪的控制机，对上述各个部件进行举例但不限定下述型号，其中，渲染服务器采用惠普的渲染服务器型号为hp
‑
z8，控制机使用惠普hp
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z4图形工作站，显示器为hp
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27f4k；网络交换机使用的是netgear gs752tp；测试摄像机使用的是索尼的高清摄像机pxw
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280；led大屏使用的是洲明led屏幕，点间距为p1.576，屏幕拼接服务器为洲明mvc
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203；跟踪定位设备使用的是optitrackp41六镜头套装，色键器使用的是bmd ultimatte12，实现过程如下：把六个optitrack红外定位摄像头安装在测试场地角落，使用optitrack跟踪定位系统进行测试场地空间定位的初始化，得到测试场地的空间坐标系，坐标系建立完成后进行物理屏幕与虚拟屏幕匹配，测量出物理屏幕的长宽尺寸和位置，在虚拟空间建立与其匹配的虚拟屏幕面片，对两者的参数进行参数绑定；然后使用镜头标定板给摄像机镜头进行标定，确定摄像机镜头的可视角度参数，镜头参数标定完成后应用到渲染系统的虚拟相机，使用系统虚拟摄像机投射功能把抠像的纯蓝色图像投射到虚拟屏幕上，物理屏幕显示虚拟屏幕对应的抠像区域，抠像区域的大小、位置与角度是基于虚拟镜头参数计算得来，方式类似手电筒投影方式，抠像区域只显示在镜头参数区域，物理屏幕其它区域都为补光区或不显示，虚拟屏幕显示的范围随摄像机参数而变化，摄像机拉远显示范围变大，摄像机拉近显示范围变小，显示范围外可以设备补光区域，增加人物面部光照。补光区域与抠像区域为一个整体，会跟随投射显示区域进行变化，使用摄像机拍摄真实屏幕的画面，通过数字分量串行接口sdi(serialdigitalinterface)信号线连接到色键器与渲染服务器输出的sdi背景图像进行图像叠加后合成输出，通过sdi信号线输出到监视器得到最终效果。其效果示意图如图2所示，如图2所示，所述物理屏幕可以为单屏或者多屏，所述抠像区域(投射区域)可以单屏投射也可以跨屏投射。
[0063]
上述过程中，利用空间定位跟踪技术让摄像机与虚拟空间技术实现摄像机与物理屏幕显示动态匹配的抠像功能，消除物理屏幕全屏显示抠像色使人物产生反色现象，系统还增加了动态补光功能，这种方式不但使抠像效果更好，而且还节约了大屏幕使用的能源
消耗，创造了一种高效节能的大屏幕动态抠像方式。
[0064]
基于上述的一种抠像区域确定方法，本发明实施例中提供了一种抠像区域确定装置，所述确定装置的结构框图如图3所示，包括：
[0065]
第一获取模块201、确定和建立模块202、第二获取模块203和投射模块204。
[0066]
其中，
[0067]
所述第一获取模块201，用于获取物理屏幕的物理参数信息，其中，所述物理参数信息包括：尺寸信息和空间位置信息；
[0068]
所述确定和建立模块202，用于基于所述物理参数信息，确定与所述物理参数信息匹配的虚拟参数信息，基于所述虚拟参数信息建立虚拟屏幕，其中，所述物理参数信息与所述虚拟参数信息存在对应关系；
[0069]
所述第二获取模块203，用于获取视频拍摄设备的可视角度参数；
[0070]
所述投射模块204，用于基于所述虚拟投射相机的可视角度参数使用渲染引擎将抠像背景投射到所述虚拟屏幕上，得到抠像区域，其中，抠像区域的抠像尺寸小于所述物理屏幕的尺寸信息且所述抠像区域随所述虚拟投射相机的移动而变化。
[0071]
本发明公开了一种抠像区域的确定装置，包括：获取物理屏幕的物理参数信息；基于物理参数信息，确定与所述物理参数信息匹配的虚拟参数信息，基于所述虚拟参数信息建立虚拟屏幕，其中，所述物理参数信息与所述虚拟参数信息存在对应关系；获取视频拍摄设备的可视角度参数；基于所述虚拟投射相机的可视角度参数使用渲染引擎将抠像背景投射到所述虚拟屏幕上，得到抠像区域，其中，抠像区域的尺寸小于所述物理屏幕且所述抠像区域随视频拍摄设备移动而变化。上述过程中，抠像区域的抠像尺寸小于物理屏幕的尺寸减少了抠像背景的存在，降低了反色程度，并且所述抠像区域随视频拍摄设备移动而变化，实现了抠像区域的调整，进一步减少了抠像区域拍摄对象的反色程度。
[0072]
本发明实施例中，所述确定装置还包括：
[0073]
设置模块205和补光模块206。
[0074]
其中，
[0075]
所述设置模块205，用于将所述抠像区域以外的其余区域作为补光区域，设置所述补光区域的补光颜色；
[0076]
所述补光模块206，用于基于所述补光区域对所述抠像区域的拍摄对象进行补光。
[0077]
本发明实施例中，所述物理屏幕上的预设位置预先安装预设数量的红外定位摄像头，所述第一获取模块201包括：
[0078]
初始化单元207、坐标确定单元208和参数信息确定单元209。
[0079]
其中，
[0080]
所述初始化单元207，用于对所述预设数量的红外定位摄像头的进行初始化，得到空间坐标系；
[0081]
所述坐标确定单元208，用于基于所述空间坐标系和所述预设数量的红外定位摄像头确定所述预设位置的各个坐标；
[0082]
所述参数信息确定单元209，用于基于所述各个坐标确定所述物理屏幕的参数信息。
[0083]
本发明实施例中，所述第二获取模块203包括：
[0084]
标定单元210和获取单元211。
[0085]
其中，
[0086]
所述标定单元210，用于对视频拍摄设备进行标定；
[0087]
所述获取单元211，用于标定完成后，获取所述视频拍摄设备的可视角度参数。
[0088]
本发明实施例中，所述投射模块204包括：
[0089]
传递单元212和投射单元213。
[0090]
其中，
[0091]
所述传递单元212，用于将所述可视角度参数传递给虚拟相机，令所述虚拟相机基于所述可视角度参数确定所述虚拟屏幕中的投影区域；
[0092]
所述投射单元213，用于将所述抠像背景投射到所述投影区域上，得到抠像区域。
[0093]
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0094]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0095]
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0096]
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0097]
以上对本发明所提供的一种抠像区域的确定方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。