CN103795961A - 会议电视网真***及其图像处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种会议电视网真***及其图像处理方法。其中，该方法包括：获取当前会议场景的彩色图像与深度图像；根据背景图像与前景图像在所述深度图像中的差异，对所述深度图像中的背景区域和前景区域进行初步分割，并将对所述深度图像的分割结果映射到所述彩色图像中，利用所述彩色图像中前景图像与背景图像的颜色差异，从所述彩色图像中分割出背景区域；从所述彩色图像分割得到的背景区域进行处理；对背景区域经过处理的所述彩色图像进行会议电视通用处理，其中，所述会议电视通用处理包括：编码压缩以及网络发送。通过本发明，可以提高用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及多媒体通信技术领域，具体而言，涉及一种会议电视网真***及其图像处理方法。
背景技术
近年来红外光学测距技术开始兴起并逐步产品化，其中最典型的就是使用一个红外发射装置与一个红外摄像头来实现深度图像的采集。其中，红外发射装置用来生成结构光，红外摄像头通过扫描结构光在物体上的投影形状来获取深度图像。结构光是指一些具有特定模式的光，其投影图案可以是线、点、面等多种图形，并且随着距离的变化，光线投影的形状也发生变化。实际场景中，由于前景物体与背景物体在距离摄像头距离上存在一定差异，其深度图像上将存在较明显的区域性。利用深度图像的区域性以及普通光学摄像头得到的物体颜色区域性，能较好的区分背景与前景。
视频会议***尤其是网真***的背景环境往往比较固定，在视频会议***中显示时，视频会议的背景不能改变，因此，在传统会议电视中，如果需要显示附加信息，则需要双流分屏显示。并且，由于视频会议电视的背景也是固定不变的，不能根据用户需求进行替换，从而降低了用户体验。
发明内容
针对相关技术中视频会议的背景不能改变的问题，本发明提供了一种会议电视网真***及其图像处理方法，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种会议电视网真***，包括：虚拟背景生成装置、编码发送装置和接收解码装置。其中，所述虚拟背景生成装置包括：彩色图像与深度图像获取装置，用于获取会议场景的彩色图像与深度图像；背景分割装置，用于根据背景图像与前景图像在所述深度图像中的差异，对所述深度图像中的背景区域和前景区域进行初步分割，并将对所述深度图像的分割结果映射到所述彩色图像中，利用所述彩色图像中前景图像与背景图像的颜色差异，从所述彩色图像中分割出背景区域；背景生成装置，用于对所述背景分割装置从所述彩色图像分割得到的背景区域进行处理；编码发送装置，用于对经过所述背景生成装置处理后的所述彩色图像进行会议电视通用处理，其中，所述会议电视通用处理包括：编码压缩以及网络发送；接收解码装置，用于对网络媒体数据进行接收并解码显示。
优选地，彩色图像与深度图像获取装置包括：光学摄像头，用于采集会议场景的所述彩色图像；红外摄像头，用于采集会议场景的所述深度图像。
优选地，所述背景生成装置对从所述彩色图像分割得到的背景区域进行的处理包括以下至少之一：虚拟场景替换、动画播放、横幅叠加、及图形演示文稿双流。
优选地，所述背景分割装置包括：深度图像处理装置，用于对所述深度图像进行边缘检测算子边缘化，得到形状不规则的背景墙壁区域、前景区域、及噪声区域；深度图像分割装置，用于对所述深度图像处理装置处理后的所述深度图像进行膨胀处理和腐蚀处理，消除所述噪声区域，然后从消除所述噪声区域后的所述深度图像中得到规则的背景区域；彩色图像分割装置，用于将所述深度图像的规则的背景区域映射到所述彩色图像中，得到所述彩色图像的规则背景区域，并结合当前的所述彩色图像的色彩信息对所述彩色图像的规则背景区域中的前景区域进行精确化处理。
根据本发明的另一个方面，提供了一种会议电视网真***的图像处理方法，包括：获取当前会议场景的彩色图像与深度图像；根据背景图像与前景图像在所述深度图像中的差异，对所述深度图像中的背景区域和前景区域进行初步分割，并将对所述深度图像的分割结果映射到所述彩色图像中，利用所述彩色图像中前景图像与背景图像的颜色差异，从所述彩色图像中分割出背景区域；从所述彩色图像分割得到的背景区域进行处理；对背景区域经过处理的所述彩色图像进行会议电视通用处理，其中，所述会议电视通用处理包括：编码压缩以及网络发送。
优选地，所述方法还包括：对网络媒体数据进行接收并解码显示。
优选地，获取当前会议场景的彩色图像与深度图像，包括：通过光学摄像头采集会议场景的所述彩色图像；通过红外摄像头采集会议场景的所述深度图像。
优选地，对从所述彩色图像分割得到的背景区域进行的处理包括以下至少之一：虚拟场景替换、动画播放、横幅叠加、及图形演示文稿双流。
优选地，根据背景图像与前景图像在所述深度图像中的差异，对所述深度图像中的背景区域和前景区域进行初步分割，并将对所述深度图像的分割结果映射到所述彩色图像中，利用所述彩色图像中前景图像与背景图像的颜色差异，从所述彩色图像中分割出背景区域，包括：对所述深度图像进行边缘检测算子边缘化，得到形状不规则的背景墙壁区域、前景区域、及噪声区域；对经边缘检测算子边缘化后的所述深度图像进行膨胀处理和腐蚀处理，消除所述噪声区域，从消除所述噪声区域后的所述深度图像中得到规则的背景区域；将所述规则的背景区域映射到所述彩色图像中，得到所述彩色图像的规则背景区域，并结合当前的所述彩色图像的色彩信息对所述彩色图像的规则背景区域中的前景区域进行精确化处理。
通过本发明，使用背景分割技术将会场背景图像进行分割提取，并对其进行后期处理后编码发送至对端，从而可以对会议视频的背景图像进行处理，进而使得在需要显示附加信息时无需进行双流分屏，并且，在对提取的背景图像进行后期处理时，可以根据用户的需求进行处理，使得用户可以定制自己的背景环境，提高了用户体验。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的会议电视网真***的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的虚拟背景生成装置的结构示意图；
图3是根据本发明优选实施例的背景分割装置的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的会议电视网真***的图像处理方法流程图；
图5是根据本发明实施例的一种三屏网真布局的示意图；
图6是根据本发明优选实施例的会议电视网真***的会议视频的发送方法的流程图；
图7是本发明优选实施例中经深度图Candy算子处理后的各区域图像的示意图；
图8是本发明优选实施例中深度图像的规则背景矩形区域的示意图；
图9是本发明优选实施例中彩色图像经过映射、前景精确化处理后得到的规则区域的示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
根据本发明实施例，提供了一种会议电视网真***。
图1为根据本发明实施例的会议电视网真***的结构示意图，如图1所示，该***主要包括：虚拟背景生成装置2、编码发送装置4和接收解码装置6。本发明实施例对现有的会议电视网真***进行了改进，加入了虚拟背景生成装置2，该虚拟背景生成装置2用于对当前会议场景的背景进行处理，以满足用户的需求。而其中的编码发送装置4和接收解码装置6可以采用相关技术中的会议电视***通用模块，具体本发明实施例不作限定。其中，编码发送装置4，用于对经过所述虚拟背景生成装置2处理后的彩色图像进行会议电视通用处理，其中，所述会议电视通用处理包括但不限于：编码压缩以及网络发送；接收解码装置6用于对网络媒体数据进行接收并解码显示。
图2本发明实施例中虚拟背景生成装置2的结构示意图，如图2所示，虚拟背景生成装置2可以包括：彩色图像与深度图像获取装置20，用于获取会议场景的彩色图像与深度图像；背景分割装置22，用于根据背景图像与前景图像在所述深度图像中的差异，对所述深度图像中的背景区域和前景区域进行初步分割，并将对所述深度图像的分割结果映射到所述彩色图像中，利用所述彩色图像中前景图像与背景图像的颜色差异，从所述彩色图像中分割出背景区域；背景生成装置24，用于对所述背景分割装置从所述彩色图像分割得到的背景区域进行处理。
在一个实施方式中，彩色图像与深度图像获取装置20可以包括：光学摄像头，用于采集会议场景的所述彩色图像；红外摄像头，用于采集会议场景的所述深度图像。
在一个实施例方式中，背景生成装置24对从所述彩色图像分割得到的背景区域进行的处理包括以下至少之一：虚拟场景替换、动画播放、横幅叠加、及图形演示文稿（例如，PPT）双流。
在一个实施例中，背景分割装置22可以采取图3所示的结构实现，如图3所示，背景分割装置22可以包括：深度图像处理装置220，用于对所述深度图像进行边缘检测算子（例如，Candy算子）边缘化，得到形状不规则的背景墙壁区域、前景区域、及噪声区域；深度图像分割装置222，用于对所述深度图像处理装置处理后的所述深度图像进行膨胀处理和腐蚀处理，消除所述噪声区域，然后从消除所述噪声区域后的所述深度图像中得到规则的背景区域；彩色图像分割装置224，用于将所述深度图像的规则的背景区域映射到所述彩色图像中，得到所述彩色图像的规则背景区域，并结合当前的所述彩色图像的色彩信息对所述彩色图像的规则背景区域中的前景区域进行精确化处理。
通过上述实施例之一提供的会议电视网真***，可以实现会议背景的虚拟现实。将动画播放、横幅叠加、PPT双流等融和后，可以改变传统会议电视需要双流分屏显示附加信息的局面，背景的虚拟替换使得客户可以定制自己的背景环境，提高了用户体验。
根据本发明实施例，还提供了一种会议电视网真***的图像处理方法。
图4是根据本发明实施例的会议电视网真***的图像处理方法流程图，如图4所示，会议电视网真***的图像处理方法可以包括以下步骤：
步骤S402，获取当前会议场景的彩色图像与深度图像；
例如，可以通过光学摄像头采集会议场景的所述彩色图像，通过红外摄像头采集会议场景的所述深度图像。
步骤S404，根据背景图像与前景图像在所述深度图像中的差异，对所述深度图像中的背景区域和前景区域进行初步分割，并将对所述深度图像的分割结果映射到所述彩色图像中，利用所述彩色图像中前景图像与背景图像的颜色差异，从所述彩色图像中分割出背景区域；
步骤S406，从所述彩色图像分割得到的背景区域进行处理；
例如，可以对从所述彩色图像分割得到的背景区域进行的处理包括以下至少之一：虚拟场景替换、动画播放、横幅叠加、及图形演示文稿（例如，PPT）双流。
步骤S408，对背景区域经过处理的所述彩色图像进行会议电视通用处理，其中，所述会议电视通用处理包括：编码压缩以及网络发送。
上述步骤是网真会议电视发送端在发送视频时的处理，在一个实施方式中，如果有网络媒体数据发送到该发送端，则所述方法还包括：对网络媒体数据进行接收并解码显示。
在一个实施方式中，步骤S404可以包括以下处理步骤：
步骤1，对深度图像进行Candy算子边缘化，得到形状不规则的背景墙壁区域、前景区域、及噪声区域；
步骤2，对经Candy算子边缘化后的所述深度图像进行膨胀处理和腐蚀处理，消除所述噪声区域，从消除所述噪声区域后的所述深度图像中得到规则的背景区域；
步骤3，将所述规则的背景区域映射到所述彩色图像中，得到所述彩色图像的规则背景区域，并结合当前的所述彩色图像的色彩信息对所述彩色图像的规则背景区域中的前景区域进行精确化处理。
需要注意上述步骤只是一种实施方式，其中的步骤1可以使用其它边缘检测算法（如sobel、prewitt等算子），步骤2也可以通过时间上连续多帧的深度信息序列，结合时空域静态和动态信息判定背景区域，而步骤3的精细化处理则可以通过双线性插值、三次样条插值等算法消除前面2个步骤没有准确定位的背景和前景的过渡区域。
图5是本发明实施例的一种三屏网真布局的示意图，三屏网真是目前业界使用最广的网真布局方式。这里的红外深度图像采集装置由红外发射装置与一个红外摄像头组成负责生成深度图。每个屏都配有一个独立的高清彩色图像光学摄像头、一个红外深度图像采集装置，这样做是因为网真大视角需要多个摄像头分别采集各自范围内的图像，另外红外深度图像采集装置也需要相互分离来避免红外光干扰。各屏上的红外深度图像采集装置与彩色图像光学摄像头平行安装，这样得到的深度图像与彩色图像之间需要做一个水平位置匹配校正。下面以图5所示的布局为例，对本发明实施例提供的技术方案进行说明。
图6是根据本发明优选实施例的会议电视网真***的会议视频的发送方法的流程图，如图6所示，主要包括以下步骤：
步骤601，红外深度图像采集装置与彩色图像摄像头分别采集深度图像数据与彩色图像数据。
步骤602，对深度图像进行Candy算子边缘化，得到形状不规则的背景墙壁区域、前景区域、噪声区域，如图7所示。
步骤603，对步骤602处理后的深度图进行膨胀和腐蚀处理消除噪声区域。
步骤604，从步骤603处理后的深度图中得到规则的背景区域，如图8所示。
步骤605，将深度图规则背景区域映射到彩色图像中，得到彩色图规则背景区域。由于两类摄像头水平并排放置且各自分辨率不同，映射关系为水平移位并做缩放处理。
步骤606，结合当前的彩色图的色彩信息对彩色图规则区域中的前景区域进行精确化处理，如图9所示。
步骤607，将彩色图规则区域中的背景部分图像使用用户指定的场景替换，前景部分保持不变。规则区域的大小经过一定帧数后稳定不变，方便用户给定场景到固定目标宽高的缩放处理。
步骤608，将经过了用户图像背景区域叠加处理后的彩色图像进行视频编码压缩、网络发送。
步骤609，对端接收码流后解码显示，收端用户可以看到经虚拟背景处理后的对方图像。
从以上的描述中，可以看出，通过上述实施例之一提供的技术方案，可以实现会议背景的虚拟现实。将动画播放、横幅叠加、PPT双流等融和后，可以改变传统会议电视需要双流分屏显示附加信息的局面，背景的虚拟替换使得客户可以定制自己的背景环境，提高了用户体验。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种会议电视网真***，其特征在于，包括：虚拟背景生成装置、编码发送装置和接收解码装置，其中，
所述虚拟背景生成装置包括：
彩色图像与深度图像获取装置，用于获取会议场景的彩色图像与深度图像；
背景分割装置，用于根据背景图像与前景图像在所述深度图像中的差异，对所述深度图像中的背景区域和前景区域进行初步分割，并将对所述深度图像的分割结果映射到所述彩色图像中，利用所述彩色图像中前景图像与背景图像的颜色差异，从所述彩色图像中分割出背景区域；
背景生成装置，用于对所述背景分割装置从所述彩色图像分割得到的背景区域进行处理；
编码发送装置，用于对经过所述背景生成装置处理后的所述彩色图像进行会议电视通用处理，其中，所述会议电视通用处理包括：编码压缩以及网络发送；
接收解码装置，用于对网络媒体数据进行接收并解码显示。
2.根据权利要求1所述的会议电视网真***，其特征在于，彩色图像与深度图像获取装置包括：
光学摄像头，用于采集会议场景的所述彩色图像；
红外摄像头，用于采集会议场景的所述深度图像。
3.权利要求1所述的会议电视网真***，其特征在于，所述背景生成装置对从所述彩色图像分割得到的背景区域进行的处理包括以下至少之一：虚拟场景替换、动画播放、横幅叠加、及图形演示文稿双流。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的会议电视网真***，其特征在于，所述背景分割装置包括：
深度图像处理装置，用于对所述深度图像进行边缘检测算子边缘化，得到形状不规则的背景墙壁区域、前景区域、及噪声区域；
深度图像分割装置，用于对所述深度图像处理装置处理后的所述深度图像进行膨胀处理和腐蚀处理，消除所述噪声区域，然后从消除所述噪声区域后的所述深度图像中得到规则的背景区域；
彩色图像分割装置，用于将所述深度图像的规则的背景区域映射到所述彩色图像中，得到所述彩色图像的规则背景区域，并结合当前的所述彩色图像的色彩信息对所述彩色图像的规则背景区域中的前景区域进行精确化处理。
5.一种会议电视网真***的图像处理方法，其特征在于，包括：
获取当前会议场景的彩色图像与深度图像；
根据背景图像与前景图像在所述深度图像中的差异，对所述深度图像中的背景区域和前景区域进行初步分割，并将对所述深度图像的分割结果映射到所述彩色图像中，利用所述彩色图像中前景图像与背景图像的颜色差异，从所述彩色图像中分割出背景区域；
从所述彩色图像分割得到的背景区域进行处理；
对背景区域经过处理的所述彩色图像进行会议电视通用处理，其中，所述会议电视通用处理包括：编码压缩以及网络发送。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对网络媒体数据进行接收并解码显示。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取当前会议场景的彩色图像与深度图像，包括：
通过光学摄像头采集会议场景的所述彩色图像；
通过红外摄像头采集会议场景的所述深度图像。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对从所述彩色图像分割得到的背景区域进行的处理包括以下至少之一：虚拟场景替换、动画播放、横幅叠加、及图形演示文稿双流。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于，根据背景图像与前景图像在所述深度图像中的差异，对所述深度图像中的背景区域和前景区域进行初步分割，并将对所述深度图像的分割结果映射到所述彩色图像中，利用所述彩色图像中前景图像与背景图像的颜色差异，从所述彩色图像中分割出背景区域，包括：
对所述深度图像进行边缘检测算子边缘化，得到形状不规则的背景墙壁区域、前景区域、及噪声区域；
对经边缘检测算子边缘化后的所述深度图像进行膨胀处理和腐蚀处理，消除所述噪声区域，从消除所述噪声区域后的所述深度图像中得到规则的背景区域；
将所述规则的背景区域映射到所述彩色图像中，得到所述彩色图像的规则背景区域，并结合当前的所述彩色图像的色彩信息对所述彩色图像的规则背景区域中的前景区域进行精确化处理。
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