电子学报 ›› 2017, Vol. 45 ›› Issue (3): 719-729.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2017.03.032

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后处理在数字抠像中的应用与解析

姚桂林1, 刘绍辉2, 李敏1, 姚鸿勋2, 胡文1   

  1. 1. 哈尔滨商业大学计算机与信息工程学院, 黑龙江哈尔滨 150028;
    2. 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院, 黑龙江哈尔滨 150001
  • 收稿日期:2015-10-20 修回日期:2016-04-20 出版日期:2017-03-25
    • 通讯作者:
    • 姚桂林
    • 作者简介:
    • 刘绍辉 男,1977年生,湖南新化人.分别于1999年、2001年和2007年获得哈尔滨工业大学计算数学及其应用软件开发专业理学学士学位、计算数学理学硕士学位和计算机应用技术专业工学博士学位.现为哈尔滨工业大学计算机学院副教授,硕士生导师.E-mail:shliu@hit.edu.cn;李敏 女,1964年生,黑龙江哈尔滨人.分别于1985年和1996年获得哈尔滨船舶工程学院计算机科学专业工学学士和计算机应用专业硕士学位,现为哈尔滨商业大学计算机与信息工程学院教授,硕士生导师.E-mail:limin@hrbcu.edu.cn;姚鸿勋 女,1965年生,浙江杭州人.分别于1987年和1990年在哈尔滨船舶工程学院计算机科学专业,获得工学学士和工学硕士学位,并于2003年在哈尔滨工业大学计算机应用技术专业获得工学博士学位.现为哈尔滨工业大学计算机学院教授,博士生导师.E-mail:h.yao@hit.edu.cn;胡文 男,1957年生,黑龙江哈尔滨人.分别于1981年和2004年获得哈尔滨理工大学自动化专业工学学士学位、哈尔滨工程大学电子与通信工程工学硕士学位.E-mail:huw@hrbcu.edu.cn
    • 基金资助:
    • 国家重点基础研究发展计划项目 (No.2015CB351804); 国家自然科学基金 (No.61472103); 国家自然科学基金重点项目 (No.61133003); 哈尔滨商业大学博士科研启动项目 (No.15KJ06).

Applications and Analyses on Post Processing in Image Matting

YAO Gui-lin1, LIU Shao-hui2, LI Min1, YAO Hong-xun2, HU Wen1   

  1. 1. School of Computer and Information Engineering, Harbin University of Commerce, Harbin, Heilongjiang 150028, China;
    2. School of Computer Science and Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin, Heilongjiang 150001, China
  • Received:2015-10-20 Revised:2016-04-20 Online:2017-03-25 Published:2017-03-25
    • Supported by:
    • Program supported by National Key Basic Research Development Plan (No.2015CB351804); National Natural Science Foundation of China (No.61472103); Key Program of National Natural Science Foundation of China (No.61133003); Doctoral Science Research Program of Harbin University of Commerce (No.15KJ06).

摘要:

数字抠像是将一幅图像中的前景物体与背景进行分离的问题,它的关键在于Alpha通道的计算.以往通过采样方法求得的Alpha中,由于采用逐点计算的离散化方式,求解出的Alpha通常不连续,并且包含很多噪声,因而需要对Alpha进行后处理,这不仅会增强Alpha在视觉上的平滑性,而且能够进一步提高Alpha的精确度.在目前国际上,有关数字抠像后处理领域已经进行了许多研究,但缺少相关的综述性文献,并且对后处理后的Alpha如何进行定量的评价也仍未系统解决.本文首先将数字抠像中的后处理方法分为2类: 与仿射类方法相结合的方式及自平滑方式,其次,对两类方法进行了全面的总结和梳理,并对方法的优缺点进行了分析,对将来研究方向提出了建议,最后,针对后处理后的Alpha结果进行了全面的量化比较,弥补了传统方法基本上仅在视觉层面上进行比较的缺陷.

关键词: 图像分割, 图像抠像, 后处理, Laplacian抠像矩阵, Nonlocal方法, 自平滑

Abstract:

Image matting is a process which separates the foreground object from the background scene,and the key of matting is to compute the alpha matte.The existing sampling based matting methods are always in a discretized strategy,which could results in a great deal of discontinuities and noises in final alpha mattes.Post processing is thus introduced to enhance the smoothness and to further increase the accuracy of the final matte.However,the corresponding review articles are still lacking in the field of international research of post-processing in image matting.Moreover,the quantitative evaluation of alpha mattes still remains unsolved.This paper firstly classifies the post-processing step into two basic categories: affinity-combined and self-smoothing.Next,the advantages and disadvantages are both summarized and analyzed.Finally,the alpha mattes after post-processing are evaluated in quantitative manner comprehensively,which improves the problem of pure visual evaluation in traditional methods.

Key words: image segmentation, image matting, post-processing, matting Laplacian, nonlocal method, self-smoothing

中图分类号: