TWI616843B - 動態影像去背方法、系統與電腦可讀取儲存裝置 - Google Patents

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Abstract

一種動態影像去背方法與系統，目的之一是將一個動態影片中的某個動態影像物件自影片中取出，主要方法是先自影片中取得多幀影像，透過影像處理後辨識出各幀的影像特徵，透過影像處理為色塊後，可以比對各色塊中各畫素值在前後幀的變化量，形成各色塊變化量，根據前後幀的各色塊變化量可決定一同樣也為動態影像的目標物體，並取得目標物體的輪廓，之後設目標物體以外的色塊為透明區塊後，產生經去背的目標物體。

Description

動態影像去背方法、系統與電腦可讀取儲存裝置
本發明關於一種影像處理方法與系統，特別是指處理動態影像使之分離前後景的動態影像去背方法、系統與電腦可讀取儲存裝置。
多數討論影像去背(消除背景)功能時，都是針對靜態影像，使用的工具例如影像處理軟體中的魔術棒功能，使用者操作魔術棒點選要變成透明的顏色區塊，軟體程式接著去除此顏色區塊的步驟，必要時，經過幾次選擇後，可以將這個靜態影像中目標物體以外的區域變成透明的影像，達到去背的目的。另有一種貝茲曲線(path)的工具，讓使用者操作滑鼠或筆型工具在欲去背的影像邊緣上，運用貝茲曲線在每隔一段距離描繪出影像輪廓，最後可以將輪廓以外的區域減除，亦達成去背的目的。
若欲對動態影像去背，在習知技術中，當需要拍攝一個背景可以依照需求變化的動態物體時，首先考量如電影在綠幕或其他單色幕前拍攝某個移動中物體的方式，在此綠幕前拍攝完成後，後製可以方法地取得此移動物體單獨的影片，能輕易地加入這個移動物體的背景影像，或說將此移動物體疊合在其他背景影像上。
但是，若非從綠幕前拍攝動態影像，而是要從一個已經完成的影片中取出其中一個移動中的物體時，根據習知技術，需要透 過影片處理的軟體，將影像(如每秒30幀)擷取出每幀(frame)的靜態影像，對每幀影像單獨執行去背的處理，而留下目標物體，之後再將處理過去背的各幀影像重新組合，形成一個沒有背景影像而僅留下選取物體的影片。
有鑑於習知技術需要透過後製程序去除一部影片中某個目標物體以外影像的繁複過程，本發明揭露書提出一種動態影像去背方法、系統與電腦可讀取儲存裝置，主要是透過影像處理，將影像處理成為色塊，根據色塊的變化分離動態影片中的各幀影像前後景，達到動態影像去背的目的。
根據實施例，揭露書揭示一種動態影像去背方法，方法包括先自記憶體中取得一影片，自影片取出多幀影像，以分析各幀中相鄰畫素的關係，以取得各幀的影像特徵，再根據各幀影像中的影像特徵區分為多個色塊，色塊分別記載於記憶體中，各色塊賦予一識別資料，各色塊包括多個畫素值，各畫素值更記載關聯於所屬色塊的識別資料。之後，比對各色塊中各畫素值在前後幀的變化量，形成各色塊變化量，接著根據前後幀的各色塊變化量決定一目標物體，並取得此目標物體的輪廓或涵蓋色塊，再設目標物體以外的色塊為透明區塊。
根據再一實施例，揭露書描述一種動態影像去背系統，系統主要包括一或多個處理單元、取得影片的輸入單元、輸出經去背後動態影像的輸出單元、儲存程式集的記憶單元。
記憶單元儲存執行動態影像去背方法的程式集，程式集經一或多個處理單元執行後，執行以下步驟：自影片取出多幀影像、分析各幀的影像特徵，係取得各幀中相鄰畫素的關係、根據各幀影像中的影像特徵區分為多個色塊、比對各色塊中各畫素值在前後幀的變化量，形成各色塊變化量、根據前後幀的各色塊變化量 決定一目標物體，並取得目標物體所涵蓋的色塊，以及設目標物體以外的色塊為透明區塊，形成去背的動態影像。
根據再一實施例，提供一電腦可讀取儲存裝置，其中儲存程式集，程式集經一或多個處理器執行後，執行以下步驟：取得一影片；自影片取出多幀影像；分析各幀的影像特徵，係取得各幀中相鄰畫素的關係；根據各幀影像中的影像特徵區分為多個色塊，各色塊包括多個畫素值，各畫素值更記載關聯於所屬色塊之一識別資料；比對各色塊中各畫素值在前後幀的變化量，形成各色塊變化量；根據前後幀的各色塊變化量決定一目標物體，並取得目標物體的輪廓或涵蓋色塊；以及設目標物體以外的色塊為透明區塊。
為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
10,10’‧‧‧影片
101,101’,101”‧‧‧物體
103‧‧‧磚
105‧‧‧隙縫
107‧‧‧透明影像
20,20’‧‧‧影片
201‧‧‧物體
203‧‧‧背景
217‧‧‧背景
211,211a,211b,211c,212,213,214,215,216‧‧‧色塊
211’‧‧‧目標物體
212’‧‧‧回復的背景色塊
301‧‧‧畫素
31,32,33‧‧‧色塊
311,312‧‧‧界線
41,42,43,44,45,46,401,402,403,404‧‧‧色塊
51‧‧‧儲存裝置
50‧‧‧電腦系統
501‧‧‧記憶單元
503‧‧‧處理單元
505‧‧‧輸入單元
507‧‧‧輸出單元
52‧‧‧影像物件資料庫
80‧‧‧電腦裝置
81‧‧‧第一色塊
83‧‧‧第二色塊
85‧‧‧第三色塊
81’‧‧‧改變後第一色塊
85’‧‧‧新增後第三色塊
步驟S601~S611‧‧‧動態影像去背流程
步驟S701~S713‧‧‧動態影像去背流程
步驟S901~S907‧‧‧動態影像去背流程
圖1A至圖1C顯示一動態物體在一影片中向下落而經本發明動態影像去背方法完成去背的情境示意圖；圖2A至圖2E顯示另一種動態物體在一影片中移動而經本發明動態影像去背方法完成去背的情境示意圖；圖3示意顯示利用本發明動態影像去背方法分辨區塊的實施例示意圖；圖4示意顯示利用本發明動態影像去背方法處理色塊間小區域的實施例示意圖；圖5顯示為本發明動態影像去背系統的電路方塊實施例圖；圖6顯示為本發明動態影像去背方法的實施例流程之一； 圖7顯示為本發明動態影像去背方法的實施例流程之二；圖8A與圖8B示意顯示利用軟體程式增減目標物件色塊的實施例圖；圖9顯示為本發明動態影像去背方法的實施例流程之三。
本發明揭露書提出可以判斷動態影片中主要的目標物體與背景，以及分離前後景的一種影像處理方法與系統，發明之主要目的之一是能夠將已經錄製完成的動態影像中特定目標動態影像經去背後獨立取出，成為一個背景透明的動態影像，使得此動態影像可以疊合其他背景之上。
特別的是，本發明係透過一系列自動程序達成動態影像去背的效果，方法中考量了各色塊在前後幀的變化，由於考量影片形成時的狀況，因此，在特定情況下可以變化量較大者設為欲取出的目標物體，仍可以將變化量較小者設為目標物體。更者，本發明方法適用在行動裝置上，更因為方法考慮了前後景都有變動的情況，而適用於以行動裝置所拍攝的影片。
先參考圖1A至圖1C所示之情境參考圖，圖中顯示一動態物體在一影片中向下落而經本發明動態影像去背方法完成去背的情境示意圖。
圖1A顯示影片10為一動態影像，其中有一移動中的物體101，示意為一顆向下落的球，背景示意為一磚牆，磚牆上主要影像為多個方塊形狀的磚103以及相鄰磚103之間的長條隙縫105。
圖1B顯示影片10中下一段時間的物體101’，此物體101’相對圖1A的物體101為已經移動一段距離的球，背景依然為由多個磚103以及相鄰磚103之間隙縫105組成的磚牆。
接著圖1C顯示經去背處理的影片10’，經過本發明動態影像去背方法的影像處理步驟後，可將前述磚牆等背景影像去除，留 下一個正在下落的目標物體101”，其背景因為相似度高，隙縫105可以被處理為雜訊而被忽略，主要的磚103形成整體影像為一色塊的狀態，例如處理成透明影像107或其他容易去除的單色影像，目標物體101”為一個動態的影像，可以應用在任何背景影像中，達到類似傳統以綠幕錄製一去背影片的目的。但不同的是，本發明提出的動態影像去背方法是直接自一部完成錄製的影片中取出其中動態目標物體的技術，其中將影像處理成色塊與找尋目標物體輪廓的手段與習知技術不同。
圖2A至圖2D顯示另一種動態物體在一影片中移動而經本發明動態影像去背方法完成去背的情境示意圖。
圖2A顯示影片20中有個移動中的物體201，本例示意物體201為一跑步中的人，背景203示意為一風景，當此影片20製作時，攝影機為跟隨物體201移動拍攝，因此背景203本身也是一個移動中的影像。
圖2B顯示以本發明提出的動態影像去背方法處理影片20時，會先經影片20取出為多個幀(frame)，取得每一幀的畫素資訊後，根據畫素的資訊以及相鄰畫素的關係，透過色塊處理，可以忽略其中小細節，使得每一幀影像處理成較大面積色塊，如圖中顯示的色塊211(211a,211b,211c),212,213,214,215與216。
舉例來說，圖2A示意背景為一個有山、太陽、房子的圖案，前景為一個人在跑步，經過動態影像去背步驟後，可以形成如圖2B所示忽略細節的色塊211(211a,211b,211c),212,213,214,215與216，每個色塊的形成與其中畫素形成的影像特徵有關。藉此可以根據色塊的影像變化進一步得到目標物體(如色塊211)的輪廓或涵蓋色塊。
在處理色塊的步驟中，更涉及影片20中前後幀的影像變化，如圖2C所示。影片20中移動中的各個色塊211(211a,211b,211c),212,213,214,215與216在前後幀形成一個位移(以虛線表示位 移變化)，此為計算色塊的變化量參考之一。在此一提的是，當使用者是透過手持的方式握持行動裝置拍攝原始影片，勢必會有晃動的問題，因此不論前後幀影像中的前景或背景都會有移動的問題，但在本發明去背的機制下，當考量色塊變化(影像位移)時，這個整體性的位移將被同時考慮，使得手持晃動不會影響去背的效果。
經比對各色塊中各畫素值在前後幀(前一幀與後一幀)的變化量時，可以計算出各色塊在前後幀的變化量，例如計算每個色塊中的總體畫素值變化的平均值(或是其他統計值)，當相鄰的色塊具有在一個門檻範圍(隨情況不同而變動)內的變化量時，可以視為同一色塊，如本例中相鄰色塊211a,211b與211c初判為三個色塊，但經變化量分析後，可以視為一個色塊211。
再如圖2D所示經去背處理的影片20’，色塊212,213,214,215與216因為具有較低動態(變化量)，可以視為相對穩定的背景217，而色塊211相對於其他色塊212,213,214,215與216為一個相對動態(變化量)較大的色塊，成為欲擷取的目標物體211’。經確定此目標物體所佔有的位置後。之後重複以上步驟，可以得到最初影片中20所取得的各幀中的目標物體211’，以得到連續影像中目標物體211’的輪廓或涵蓋色塊，所以動態的目標物體211’可自背景217分離出來。目標物體211’所涵蓋的色塊形成一個整體的區塊，將此區塊涵蓋的套用在原本影片20上以得出可以疊合在其他背景影像的經去背的動態影像。
當取得影片中目標物體211’時，系統提供如圖2E顯示實現本發明動態影像去背方法的軟體程式所提供讓使用者可執行後續操作的一使用者介面，使用者介面如行動裝置的觸控顯示器或特定裝置提供的操作介面，讓使用者可以在系統得出經去背的目標物體211’後，還能利用觸控手勢或是特定操作方式(如懸浮手勢，air gesture)在使用者介面上選取回復的背景色塊212’，亦可刪除 已經被判斷為目標物體211’的其中色塊。所述使用者介面可參考圖8A與圖8B，範例顯示在以上程序中被視為背景一部分的背景色塊212’被重新選擇後成為被保留下來的物件。
圖3示意顯示利用本發明動態影像去背方法分辨區塊的實施例示意圖，此示意圖顯示一個影片中各幀影像的某個區域，這個區域由陣列形式的畫素301所組成。
根據動態影像去背方法的實施例之一，經取得影片中各幀的影像時，將分析取得各幀的影像特徵，影像特徵也就是指各幀影像中畫素的相似度分佈。一張影像中相鄰畫素會有一定相似度，當此相似度在一範圍內，可視為同一色塊，直到有相鄰畫素具有較大差異時，則可以區分出色塊之間的界線。
根據圖示範例，若相鄰畫素值的差異在設定的範圍內，有一定的相似度，可視為同一色塊；反之，相鄰畫素值的差異超過所設定範圍的相似度時，則視為非同一色塊，因此可以區隔出每個色塊，如圖示的色塊31,32與33之間都可以描繪出色塊的界線311與312。若參考前述範例，這些界線311與312配合前後幀色塊的變化量計算即可判斷出目標物體的輪廓或涵蓋色塊。
當一個影像定義出色塊31,32與33時，在系統記憶體(如行動裝置的記憶體)中可以賦予各色塊一個識別資料(如色塊ID)，而儲存時，色塊內各畫素的畫素值將記載關聯於所屬色塊的識別資料，使得系統取得各幀的色塊時，前後幀的畫素可以透過識別資料定位，以能計算前後幀畫素差異。
接著可參考圖4示意顯示利用本發明動態影像去背方法處理色塊間小區域的實施例示意圖。
此示意圖顯示一個影片中各幀影像經分析影像特徵而判斷出的色塊41,42,43,44,45,46,401,402,403,404，各幀影像經分析後取得各幀中相鄰畫素的關係，例如畫素之間的顏色關係，可將原本各幀影像轉換為特定色度空間，實施例如將多幀影像轉換為 一色相-飽和度-亮度(HSL，Hue-Saturation-Luminosity/Lightness)的色度空間，取得相鄰畫素之間的色相值(H值)；相鄰畫素之間的關係還如飽和度(S值，顏色純度)與亮度(L值)關係，或是另一色相-飽和度-明度(HSV，Hue-Saturation-Value)色度空間的關係，這些關係形成各幀的影像特徵，於是，運作於系統中的電路與/或軟體模組可根據各幀影像中的影像特徵，將畫素值相近(可參考圖7的第一門檻)的畫素歸為一個色塊，於是可將各幀影像區分為多個色塊。各色塊包括多個畫素值，各畫素值更記載關聯於所屬色塊之一識別資料。
此圖例中，可見有大色塊，如色塊41,42,43,44,45,46，以及大色塊間的小色塊，如色塊401,402,403,404，根據系統實施例，可在大小色塊之間設有一比例門檻(如圖7的第二門檻)。舉例來說，於各幀區分色塊時，系統可計算各相鄰色塊佔有面積的差異，差異大於一定比例門檻時，或是某個面積門檻時(如圖7的第二門檻)，也就是當大色塊中的小色塊相對於鄰近大色塊的面積或是相對比例為相對小時，此類小色塊可視為可忽略的雜訊。
之後，系統記憶單元將可標註這些小色塊的識別資料(色塊ID)，運算時忽略這類色塊；或是直接將小色塊併入大色塊中。經此處理後，如圖1A所示的具有小細節因為被併入大色塊，或是被忽略，使得整塊背景可以被視為一整片背景，更易於去背的目的。
如圖4所示範例，若其中色塊41,42,43,44,45,46同樣屬於一種色系、飽和度以及/或明亮度的色塊，加上忽略了其間色塊401,402,403,404，整面背景可被視為一個背景影像。
圖5接著顯示實現本發明動態影像去背方法的系統電路方塊實施例圖，系統可為運作在一電腦系統的硬體或是加上軟體功能，更可為一種攜帶式裝置，可以隨時將拍攝的影片的背景去除而留下重要的動態影像(目標物體)，經去背後的影像可作其他用途，包括可移作貼附在其他背景影像上。
此例顯示有一儲存裝置51，如前述電腦系統中的儲存裝置、記憶體或是一外部儲存器，其中儲存拍攝完成的動態影像，由電腦系統50取得，以其中運算電路，或配合軟體模組，執行動態影像去背方法，可以輸出經去背的動態影像。
電腦系統50中實現去背程序的主要電路包括相互電性連接的記憶單元501、一或多個處理單元503、輸入單元505與輸出單元507等，電腦系統50經輸入單元505自儲存裝置51取得影片後，經處理單元503處理，包括將影片取出各幀影像，影像檔案將先暫存在記憶單元501，並分析得到影像特徵後可以決定區塊，每個區塊經賦予識別資料後，儲存在記憶單元501，記憶單元501更記載每個區塊中的畫素值，接著利用記憶單元501暫存的影像資訊，由處理單元503根據區塊在前後幀的變化判斷得到影片中目標物體，可經輸出單元507輸出。
輸出的目標物體除了可以記載於特定儲存裝置外，更可以輸出至一影像物件資料庫52，其中儲存經動態影像去背系統處理後去背的一或多個動態影像檔案，成為將來可提供其他使用者參考使用的圖庫。由於經本發明動態影像去背方法處理過，每個動態影像沒有背景的干擾，因此提供更多應用。
根據實施例之一，本例中的記憶單元501可電性連接一或多個處理單元503，記憶單元501用以儲存執行動態影像去背方法的一程式集，程式集經一或多個處理單元503執行後，可執行如圖6與圖7的實施例流程。
圖6顯示本發明動態影像去背方法的實施例流程，方法執行於一電腦系統中，描述此流程時可參考揭露書圖1A至圖1C，以及圖2A至圖2D的去背示意圖說明。
一開始，如步驟S601，運作本發明動態影像去背方法的電腦系統自某個儲存裝置中取得一影片，每個影片每秒一般由多幀影像組成，透過影像處理手段，如步驟S603，可取出多幀影像，先 暫存在電腦系統的記憶體，並接著分析各幀影像特徵(步驟S605)，其目的是將各幀影像中的畫素分類，根據影像特徵將影像區分為幾個容易處理且能有效得出目標物體範圍所涵蓋的大區塊。
分析各幀的影像特徵主要目的是取得各幀中相鄰畫素的關係，相鄰畫素的關係如前述實施例所描述，可根據目的先轉換影像至特定色度空間，例如原本影像處於紅-綠-藍(Red-Green-Blue)空間中，可以選擇性轉換到色相-飽和度-亮度(HSL)的色度空間，然而，本發明實施例並非限定在特定色度空間中。所述相鄰畫素值的影像特徵如色相關係、飽和度關係與亮度(明暗度)，或色相、飽和度與明度關係等，這些關係形成各幀的影像特徵。
接著在步驟S607中，系統可根據影像特徵將畫素值相近者歸為一個色塊，以將各幀影像區分為多個色塊，每個色塊設有一識別資料，如ID，記錄在記憶體中，各色塊包括多個畫素值，各畫素值更記載在記憶體中，每個畫素值記載關聯於所屬色塊之一識別資料，也就是記憶體儲存了各色塊識別資料，以及關聯此識別資料的畫素資料。再如步驟S609，系統將比對各色塊中各畫素在前後幀的變化量，也就是至少比對前後兩幀，或是多幀，或是選定一定數量連續幀的畫素變化，每個色塊的多個畫素在前後幀的變化量可以運算一統計值，表示為各色塊變化量，於是可根據前後幀的各色塊變化量決定一目標物體，如步驟S611，並取得該目標物體涵蓋的一個色塊或多個相連色塊，並能取得目標物體的輪廓，其中各幀中目標物體所涵蓋的一或多個色塊識別資料一併儲存至該記憶體中。
後續步驟更可設此目標物體以外的色塊為透明區塊，或是設一固定數值，例如將目標物體以外的色塊值設為0或一設為去除的固定值，產生並儲存經此去背處理的動態影像。在此一提的是，此處所稱透明區塊定義為由特定軟體程式認定為可去除的背景區 塊，所述產生經去背的動態影像可以在此軟體程式下與其他靜態或動態背景結合，此軟體程式可以識別出經前述程序設為0或特定固定值的背景影像，以能移除對應影像。
上述步驟中，在決定前後幀影像中的色塊時，可以利用門檻決定屬於同一色塊的畫素；其中可以進一步透過門檻過濾掉可忽略的小色塊；且當在判斷各色塊變化時，亦可輔以門檻值，可以根據色塊的相對變化量同時判斷出屬於前景與後景的色塊，其中屬於前景的色塊即可視為目標物體的色塊，之後套用原本影像，可以順利產生經去背的影像。
實施例如圖7所示之流程。
如步驟S701所述，取出組合影片的各幀影像，分別暫存在系統記憶體中，接著計算各幀影像中相鄰畫素的影像差異，影像差異如畫素值之間的某個單色值差異、色相差異、飽和度差異，或是明度或亮度的差異，或是這些差異值全部或部分組合形成的綜合性差異，再如步驟S703，相鄰畫素的差異值比對第一門檻，此設有差異值範圍，差異在此範圍門檻內的畫素表示差異相對小，可以歸類為同一色塊，如此可以決定各幀影像中的色塊。第一門檻可以依照不同的影像調整，讓系統可以準確地得出適當取出目標物體的色塊。
然而，將影像區分為色塊後，卻可能因為影像複雜度愈高而產生相對複雜的色塊，也可能造成影像處理的複雜度，因此可以如步驟S705所述，色塊得出後，計算相鄰色塊面積差異，或是相鄰色塊的面積比例，如步驟S707，此時可比對第二門檻，此第二門檻可以檢驗相鄰色塊的面積差異或比例是否過大，相對小的色塊與相對大的色塊差異若大於第二門檻，表示相對小的色塊決定為可忽視的雜訊，可以經標示其中畫素後不列為計算對象，或是與鄰近色塊合併。經此步驟後，可以使得各幀影像區分為較少數量的大色塊。
一個動態影像中連續幀的影像也應有一定的變化，如步驟S709所述，系統接著計算各色塊在前後幀的畫素值變化量的統計值，例如色塊變化量為計算各色塊中多個畫素值在前後幀的變化量的平均值，作為各色塊變化量，這個變化量經分析後，如步驟S711，可以得到動態較大的色塊以及動態較小的色塊。
色塊的變化量，或說動態，可以經比對第三門檻決定目標物體，如步驟S713，其中各色塊變化量比對第三門檻時較大者的一或多個相連色塊即設為目標物體；並不排除在特定情況下，是將色塊變化量較第三門檻小者設為目標物體；或是，設有一個範圍門檻，當相連色塊彼此在前後幀(兩個以上的幀)變化量在此範圍門檻內，可設為一個大區塊的物體，若與其他色塊比對後又大於第三門檻，即得出目標物體。在一實施例中，第三門檻為一距離門檻，前後幀中各色塊變化量應計算出前後幀的同一色塊位移距離後，可與此距離門檻比對，可據以判斷目標物體。
舉例來說，如圖1A至圖1C，其中物體(101,101’,101”)為相對背景影像(磚103)為動態較大的影像物件，屬於背景的色塊也是為動態較為相近的色塊，透過步驟S713比對第三門檻可決定出動態相對大的一或多個色塊，因此在此圖1A至圖1C範例中，動態相對較大的色塊成為系統欲取得的目標物體。
如圖2A至圖2D，影片(20)為包括有前景(物體201)與背景(203)的動態影像，前景所屬色塊(201a,201b,201c)在此動態影片中為動態相對大的物體，可以合併而得出目標物體的輪廓或涵蓋色塊；背景所屬色塊(212,213,214,215,216)則可能有相近的動態，因此可以明確透過比對決定出應消除的背景影像，以及欲取出的目標物體。
值得一提的是，因為每個影片錄製的方式不同，亦可以在特定運鏡下產生目標物體有相對小的動態，而背景為相對大但是動態相近的影像，同樣可透過第三門檻決定得到屬於目標物體的一 或多個色塊。
更者，影片經本發明去背方法中的步驟流程處理過，可順利得出目標物體，但若是影片為複雜度較高而具有多個明去物體的動態影像，所述流程不排除可以提供使用者透過電腦系統的輸入手段(如觸控顯示器、滑鼠、鍵盤、觸控筆等)決定哪一個物體為欲進行去背處理的影像，其餘不屬於此目標物體的色塊可以視為背景影像而去除。
揭露書所記載的本發明實施例更涉及一電腦可讀取儲存裝置，其中儲存一程式集，程式集經一或多個處理器執行後執行如圖6或圖7所述的動態影像去背方法實施例流程。
當以前述實施例所載發明流程實現動態影像去背的目的，產生了最後的目標物體時，系統可透過軟體程式啟始的使用者介面讓使用者可以選擇性地增減色塊，以產生經由客製化的目標圖案。
可參考圖8A示意顯示利用軟體程式增減目標物件色塊的實施例圖，此軟體程式運作於本發明提出的動態影像去背系統，可以為一具有觸控顯示器或特定操作介面的電腦系統。
當以本發明動態影像去背方法處理某影片而得到目標物體之後，系統提供的軟體程式如圖中顯示電腦裝置80上的使用者介面，如一種觸控顯示器，或是其他操作介面，提供增加色塊或減少色塊的功能。如圖所示，電腦裝置80上顯示經去背取得的目標物體，示意為第一色塊81與第二色塊83，以虛線表示的第三色塊85示意表示為被視為背景而被去除的色塊。
使用者介面的某處提供增加(”+”)與減少(”-”)色塊的互動介面，並提供使用者執行點選與塗抹的手勢以增加或減少色塊。就電腦系統所執行的軟體程式而言，當以上述實施例方法決定目標物體後，能取得透過使用者介面取得一增加色塊或減少色塊的指令，以形成經增加色塊或減少色塊的目標物體。
舉例來說，若以觸控顯示器或特定操作介面上操作手勢，在 增加色塊的功能下，可以點選手勢增加影像中的特定區域中一色相範圍的色塊，或者可以塗抹手勢增加影像上手勢經過區域的另一色相範圍的色塊；在減少色塊的功能下，可以點選手勢減少影像中的特定區域中某色相範圍的色塊，或者可以塗抹手勢減少影像上手勢經過區域的某色相範圍的色塊。
值得一提的是，若以觸控顯示器為例，點選手勢係在觸控顯示器上形成一個觸碰範圍，系統取得觸碰範圍中心點作為觸控點，當點選區域中某個點的影像時，系統決定出該點影像色相值，並決定出與此色相值相關的一色差範圍，較佳可以採用較廣的色差範圍，理由是可以解決點觸面積過小選擇色相值不夠的問題，以增加或減少在此色差範圍內的相關色塊。塗抹手勢係如手指在觸控顯示器上移動一段距離後，系統得到這個移動距離上的影像色相值，較佳可以採用較窄的色差範圍，理由是降低抹除手勢產生的過多色相值範圍問題，藉此抹除手勢增加或減少在此色差範圍內的相關色塊。
接著，如圖8B所示，其中顯示在減少色塊的功能下，以手勢選擇圖8A中第一色塊81中線條，形成此圖中改變後第一色塊81’；在增加色塊的功能下，以手勢選擇圖8A中並未成為目標物體的第三色塊85，形成此圖中新增後第三色塊85’。藉此使用者介面與軟硬體搭配的作用下，提供更有彈性決定目標物體的功能。
除了以上可以使用者介面增加與減色目標物體色塊的方式外，圖9更提出可以排除誤判目標物體的方法流程。
當利用本發明動態影像去背方法後，若產生有一個以上的目標物體，系統透過以下步驟排除誤判為目標物體的色塊。
根據實施例，當決定出影片中各幀影像中的色塊後，如步驟S901，分析各色塊在前後幀的變化量，如步驟S903，經比對第三門檻取得一個色塊或多個相連色塊形成的目標物體，若同時有多個色塊形成的區塊滿足此條件時，也就是同時判斷出超過一個目 標物體，可以如步驟S905所述，透過檢查連續多幀影像排除當中短暫出現的區塊，視為誤判的目標物體而由系統主動設為欲刪除背景的透明區塊；或是如步驟S907所述，比對各分離的區塊面積，將面積最大者設為目標物體，將其餘面積較小者視為誤判的目標物體，可設為透明區塊。
根據以上揭露書所揭實施例，可知本發明動態影像去背方法係運作於一電腦系統中，透過電路與/或軟體模組實現將影片中擷取當中動態目標物體，產生經去背的動態影像，去背的方式之一係將影片中各幀的影像細節處理後形成色塊，根據色塊在前後幀的變化判斷出當中目標物體，比如是前後幀比對後動態相對較大的色塊的組合，成為系統欲擷取的目標物體，如此不同於一般靜態影像去背的技術，更不同於習知技術中需要前置透過綠幕，再以後製處理得出單獨動態影像的方式，使得本發明動態影像去背方法更快速產生去背的動態影像，亦適合一般電腦系統的應用。
惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效結構變化，均同理包含於本發明之範圍內，合予陳明。
S601‧‧‧取得一影片
S603‧‧‧取出多幀影像
S605‧‧‧分析各幀影像特徵
S607‧‧‧根據影像特徵區分色塊
S609‧‧‧比對各色塊在前後幀的變化量
S611‧‧‧決定一目標物體

Claims (14)

  1. 一種動態影像去背方法，包括：自一儲存裝置取得一影片；自該影片取出多幀影像，每幀影像暫存於一電腦系統的一記憶體中；分析各幀的影像特徵，係取得各幀中相鄰畫素的關係；根據各幀影像中的影像特徵區分為多個色塊，其中係將各幀中相鄰畫素的影像差異在一第一門檻內的畫素歸類為同一色塊，各色塊設有一識別資料，記載於該記憶體中，該記憶體更記載多個畫素值，各畫素值更記載關聯於所屬色塊之一識別資料；比對各色塊中各畫素值在前後幀的變化量，形成各色塊變化量，其中，各色塊變化量為計算各色塊中多個畫素值在前後幀的變化量的一統計值；前後幀的各色塊變化量比對一第三門檻取得一或多個相連色塊，以決定一目標物體，當取得該目標物體涵蓋的一個色塊或多個相連的色塊，各幀中該目標物體所涵蓋的一或多個色塊識別資料一併儲存至該記憶體中；以及設該目標物體以外的色塊為透明區塊。
  2. 如請求項1所述的動態影像去背方法，其中，於各幀區分色塊時，計算各相鄰色塊佔有面積的差異，差異大於一第二門檻時，相對小的色塊視為可忽略的雜訊。
  3. 如請求項1所述的動態影像去背方法，其中，該目標物體以外的色塊為該影片的背景影像；或者，該前後幀中色塊變化量比對該第三門檻較小者的一或多個色塊設為該影片中的背景影像。
  4. 如請求項3所述的動態影像去背方法，其中該前後幀中各色塊變化量係計算前後幀的同一色塊位移距離；該第三門檻為一距離門檻。
  5. 如請求項1至4其中之一所述的動態影像去背方法，其中於分析各幀的影像特徵前，將該多幀影像轉換為一色相-飽和度-亮度的色度空間。
  6. 如請求項5所述的動態影像去背方法，其中各幀的影像特徵為各幀中相鄰畫素的色相、飽和度與亮度其中之一或其組合的影像差異，以取得各幀中畫素的色相、飽和度或亮度的分佈。
  7. 如請求項6所述的動態影像去背方法，其中該目標物體以外的色塊值設為0或一設為去除的固定值，產生經去背的一動態影像。
  8. 如請求項7所述的動態影像去背方法，其中於決定該目標物體後，提供一使用者介面，取得透過該使用者介面取得一增加色塊或減少色塊的指令，以形成經增加色塊或減少色塊的目標物體。
  9. 如請求項7所述的動態影像去背方法，其中，若同時有多個色塊形成的區塊被判斷為目標物體時，執行排除該目標物體以外的區塊的步驟包括：檢查該影片中連續多幀影像中短暫出現的區塊，並主動設為透明區塊；或比對該多個區塊面積，將面積最大者設為該目標物體，將其餘面積較小者設為透明區塊。
  10. 一種動態影像去背系統，包括：一或多個處理單元；一輸入單元，電性連接該一或多個處理單元，用以取得一影片；一輸出單元，電性連接該一或多個處理單元，用以輸出 經該動態影像去背系統處理後去背的一動態影像；一記憶單元，電性連接該一或多個處理單元，用以儲存執行一動態影像去背方法的一程式集，該程式集經該一或多個處理單元執行後，執行以下步驟：自該影片取出多幀影像；分析各幀的影像特徵，係取得各幀中相鄰畫素的關係；根據各幀影像中的影像特徵區分為多個色塊，其中係將各幀中相鄰畫素的影像差異在一第一門檻內的畫素歸類為同一色塊，各色塊包括多個畫素值，各畫素值更記載關聯於所屬色塊之一識別資料；比對各色塊中各畫素值在前後幀的變化量，形成各色塊變化量，其中，各色塊變化量為計算各色塊中多個畫素值在前後幀的變化量的一統計值；前後幀的各色塊變化量比對一第三門檻取得一或多個相連色塊，以決定一目標物體，並取得該目標物體的輪廓或涵蓋色塊；以及設該目標物體以外的色塊為透明區塊，形成該去背的動態影像。
  11. 如請求項10所述的動態影像去背系統，更包括一影像物件資料庫，其中儲存經該動態影像去背系統處理後去背的一或多個動態影像檔案。
  12. 如請求項10所述的動態影像去背系統，其中該動態影像去背系統係為具有一觸控顯示器的電腦系統，用以接收以手勢增加色塊或減少色塊的指令，以形成經增加色塊或減少色塊的目標物體。
  13. 如請求項12所述的動態影像去背系統，其中係以一點選手勢增加或減少各幀影像中一色相範圍的色塊；或者以一塗抹手勢 增加或減少各幀影像中經該手勢塗抹經過的另一色相範圍的色塊。
  14. 一電腦可讀取儲存裝置，儲存一程式集，該程式集經一或多個處理器執行後，執行以下步驟：取得一影片；自該影片取出多幀影像；分析各幀的影像特徵，係取得各幀中相鄰畫素的關係；根據各幀影像中的影像特徵區分為多個色塊，其中係將各幀中相鄰畫素的影像差異在一第一門檻內的畫素歸類為同一色塊，各色塊包括多個畫素值，各畫素值更記載關聯於所屬色塊之一識別資料；比對各色塊中各畫素值在前後幀的變化量，形成各色塊變化量，其中，各色塊變化量為計算各色塊中多個畫素值在前後幀的變化量的一統計值；前後幀的各色塊變化量比對一第三門檻取得一或多個相連色塊，以決定一目標物體，並取得該目標物體的輪廓或涵蓋色塊；以及設該目標物體以外的色塊為透明區塊。
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