[發明專利]一種用于視頻對象快速提取的交互方法

無效

• 申請號: 201110219610.7
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN102289847A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 張赟;丁濛;童若鋒
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T19/20
• 分類號: G06T19/20
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 沈孝敬

技術領域：

本發明屬于視頻圖像處理技術領域，特別涉及到一種用于視頻對象快速提取的交互方法。

背景技術：

從靜態圖像中提取對象是圖像編輯的一項基本和重要的操作，目前大多數商業化的圖像處理軟件提供了很多圖像提取工具，如Adobe公司的Quick?selection?tool(快速選取工具)和Lasso?tool(套索工具)，這些工具使用方便且實現簡單，但是在性能上有所欠缺。近年來，人們提出了很多基于graph-cut(圖割)的方法，這些方法能夠有效地對圖像進行二值化分割，且分割效果得到了不斷提升。一般說來，這些方法是將圖像提取問題構造成二值標簽的優化問題。在這些系統中，用戶需要在圖像上粗略地將某些區域標記為確定的前景或背景區域，然后通過求解最大流/最小割問題得到目標提取的結果。盡管已有的方法能夠高效地提取出圖像的前景目標，但是他們大多需要用戶先進行交互操作然后等待一段時間才能看到提取的結果。為了增強用戶在圖像提取中的交互式體驗，2009年Liu?Jiangyu提出了Paint?selection(基于圖像刷的選擇工具)，該工具與Adobe公司的Quick?selection?tool(快速選取工具)類似，用戶利用圖像刷在前景區域進行涂畫的同時，前景部分能夠被逐步選取，且用戶能夠得到實時的響應。該方法在性能上更優于Quick?selection?tool，且能夠實時地對高分辨圖像(10-25M?pixel)進行前景的交互式提取，因而對于用戶來說更加直觀和高效。

近年來，從圖像中提取出前景目標已經得到了廣泛的研究，其交互方式和對象提取算法得到了不斷發展，當前的方法已經能夠在相當復雜的圖像中高效準確地提取出高質量的前景對象。盡管視頻對象的提取已經得到了廣泛的研究，但目前還沒有特別穩定和高效的解決方法，該問題仍然是一個很大的挑戰。一般說來，現有的視頻提取方法可以分為兩類：3D?graph-cut和基于關鍵幀傳播的方法。前者將視頻看成是三維的體，然后采用全局優化方法提取出感興趣的視頻對象，由于視頻數據量很大，該方法首先將鄰近的像素點聚類成超像素，從而大大減少了視頻的數據量，然后利用3D?graph-cut進行求解。在交互方面，目前提出的3D的交互方法不夠直觀且過于復雜，需要用戶具有一定的專業知識，從而無法進行實際應用。對于基于關鍵幀傳播的視頻提取方法，當前最新的方法是Xue?Bai等于2009年提出的Video?SnapCut，目前已經集成到了著名商業軟件Adobe?After?Effects?CS5中，該方法采用了基于多種特征的局部分類器，用戶首先對關鍵幀進行交互式分割，然后根據關鍵幀在前景邊界上的特征將分割結果傳播到后續幀。但是該方法一般只能在較短的時間間隔內有比較好的效果，當場景的前景和背景顏色比較相似，前景對象的邊界發生拓撲變化以及前景對象發生快速運動時，基于傳播的方法很難得到較好的結果，需要較多的用戶交互對每幀的結果進行修正。

發明內容：

本發明針對現有視頻對象提取技術存在的不足，提出了一種更直觀高效的交互方式-“視頻刷”，用戶能夠以逐步選取的方式快速準確地提取出視頻對象，從而增強用戶對視頻對象提取的交互性和可控性。

解決上述問題采用的技術方案是：一種用于視頻對象快速提取的交互方法，其特征在于包括以下步驟：

a.提取視頻對象：用視頻刷在連續幀上拖動，且視頻以一定的速度向前或向后進行播放。當視頻刷完成當前幀的繪制將要進入下一幀時，根據在當前幀上留下的前景標記，觸發視頻對象逐步選取的計算；

b.視頻對象逐步提取的計算：

將選定的視頻對象中所有像素點的二值標簽X＝{x_p}(0-表示背景，1-表示前景)通過最小化以下的能量方程來完成：

E(X)＝∑_pE_d(x_p)+λ∑_p，qE_c(x_p，x_q)

????????????????????????????????????????????????(1)