[實用新型]一種圖像合成系統

有效

• 申請號: 201120185967.3
• 申請日: 2011-06-03
• 公開（公告）號: CN202196446U
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 徐碧霞;沈國土;蔡繼光;董占海;高景
• 申請（專利權）人: 華東師范大學;上海交通大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

技術領域

本實用新型涉及計算機圖像合成領域，尤其涉及一種圖像合成系統。

背景技術

20世紀60年代以來，隨著計算機圖形學的誕生，利用計算機生成圖形，或者進行圖像的繪制，已經得到越來越普遍的應用。計算機圖形學在計算機輔助設計與加工、影視動漫、軍事仿真、醫學圖像處理、氣象、地質、財經和電磁場可視化等許多領域中都起到了舉足輕重的作用。

在系統模擬、仿真和繪制動畫等方面，建立研究對象的數學模型，再利用計算機生成物體隨時間而變化的圖形，可以生動地描述一些客觀現象。為了獲得良好的視覺效果，在許多成功的制作實例中，采取實拍素材與電腦動畫兼用的圖像合成手段。通過實驗采集和數字圖像處理技術來獲得前景和背景的特性數據。然后，通過可視化映射，將前景的特性數據轉化為可以直觀顯示的信息（比如顏色或者亮度等），即產生有色彩與明暗效果的畫面。最后利用編程工具對圖形進行繪制，實現前景與背景特性場景的合成。

然而，在背景圖像的獲得中，前景和背景的分離往往比較復雜。常用的分離方法如光流法、相鄰幀差分法和背景減除法等。由于光流法運算量很大，因而不能應用于實時性要求很高的場合；相鄰幀差分法不能檢測出完整的運動區域；背景減除法應用較多，但它易產生離散噪聲點，而且對背景的準確性依賴較大。另外還有混合高斯模型的方法，其也存在模型更新速度慢、運算量大等問題。并且，實驗采集是要在現實允許的情況下才可以實施，因此該方法在很多情況下受到了極大的限制。

另一方面，在圖像合成的時候，前景圖像和背景圖像的構型顯示是獨立進行的。從理論上來講，前景和背景是從同一位置同一觀測角度進行觀察的，視圖轉換矩陣是相同的，也就是說，要想同時看到前景圖像和背景圖像，就要順著前景的方向來構造背景構型，這也是現有技術中通用的方法。但是，由于前景圖像的觀測角度不是很典型，以這個角度構造背景圖像會比較麻煩，給編程工作帶來了較大的困難，同時占用更多的內存和CPU計算時間。

綜上所述，現有的前景和背景特性圖像合成技術適用范圍的受限性大，可操作性不強，在編程過程中也存在一定的困難。本實用新型解決了上述現有技術中存在的不足，提供了一種基于計算機繪圖的圖像合成系統，應用本實用新型系統能夠快速簡便地合成前景和背景特性圖像，快速、方便、逼真地預測或再現場景。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于提供一種圖像合成系統，應用該系統可以快速簡便地合成前景和背景圖像。

本實用新型提供的一種圖像合成系統，其特征在于，包括計算機和圖像合成單元：其中，計算機，包括主機、顯示屏、輸入設備；所述圖像合成單元與所述計算機的主機連接。

其中，所述圖像合成單元包括數據讀入單元、背景構型生成單元、色標統一單元、背景圖像生成單元、視圖轉換單元、前景圖像生成單元、合成圖像繪制單元。所述圖像合成單元用于數據的讀入、背景構型的生成、背景和前景特性值的色標統一、背景和前景視圖的轉換、背景和前景圖像的生成與繪制。

其中，所述主機中儲存模擬探測裝置成像的參數文件、前景的構型文件、背景的特性數據文件和計算得到的零距離觀測的前景的特性數據文件。

為了解決前述現有技術中存在的問題，本實用新型提供了一種基于計算機繪圖的圖像合成系統，其能夠快速簡便地合成前景和背景特性圖像。

本實用新型系統包括計算機和圖像合成單元，其中，計算機包括了主機、顯示屏和輸入設備，圖像合成單元與計算機的主機連接。本實用新型系統中圖像合成單元與計算機主機連接，通過圖像合成單元實現前景和背景圖像的繪制及合成。本實用新型系統中，計算機主機中包括相應的數據文件，其包括模擬探測裝置成像的參數文件、前景的構型文件、背景的特性數據文件和計算得到的零距離觀測的前景的特性數據文件。圖像合成單元是本實用新型整個系統的核心部分，它包括對數據的讀入、背景構型的生成、背景和前景特性值的色標統一、背景和前景視圖的轉換，以及背景和前景圖像的生成與繪制等。圖像合成單元與主機之間進行數據文件的傳輸和交互。

在實際應用中，本實用新型系統完全采用計算機模擬的方法來獲得前景和背景的特性數據，然后選用合適的3D圖形編譯接口，用編程語言來進行前景和背景圖像的繪制，利用視圖變換實現前景與背景圖像快速有效的合成，從而達到相對方便、逼真地預測或者再現場景的目的。