数字电视制播网中彩色图像信号的叠加

摘要

非线性编辑系统是相对于线性编辑系统而言的，它在实际使用中主要是完成视、音频信号的实时采集、压缩、解压缩、编辑和回放等功能。它是一个扩展的计算机系统，它的一切操作都符合计算机的操作规范，由传统的信号流在时间轴上连续按顺序的操作转变为在计算机内部对含有时间信息的视频文件进行无须按照时间顺序的任意操作，完成了在视频信号编辑操作概念上的根本性变化。 在如今的数字广播电视系统中，随着计算机技术和图形图像处理技术的发展，非线性编辑系统已得到广泛的应用。本文作者从实际工作的角度出发，对现有电视制播系统中键控技术进行了详细的介绍，对电视系统中键控技术的应用和发展进行了研究和探索，提出了对改善彩色图像信号叠加的完整解决方案。 本文根据工程论文的要求，结合实际课题的研究方向，从现有工作中使用的非线性编辑系统中抠像不理想的难点出发，找到问题发生的原因所在，然后结合现有的设备，从模拟与数字键控技术理论研究基础上，根据线性键的特点，在Windows平台上利用 DirectShow 编辑业务实现了对多种彩色图像信号的叠加和抠像效果的改善。 本文对视频图像叠加中起决定作用的Alpha通道，从概念上和作用上进行了深入的分析；对视频特技中经常使用的色键效果从定性和定量上作了深入的探讨，建立了构成前景图像的一个模型，并由此模型得到求解前景中视频对象的蒙片方程，在特殊情况下，由该方程可将前景中的视频对象精确抠出。特殊情况是个特例，在通常状态下，α通道的方程式只有三个，可由RGB三个分量得到，但所需求解的未知参数在单色(蓝色或绿色)背景幕布条件下有四个，即前景图像中目标图像的R、G、B值和α值，理论上无法求得方程的解。本文通过对偏移值和α值的设定，实现了图像叠加的理想效果，改善了对图像抠像要求比较高的抠像效果，在现实工作中具有一定的指导作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1非线性编辑系统简介

1.1.1发展与组成

1.1.2压缩格式

1.1.3视频文件

1.1.4系统的硬件结构

1.1.5系统的软件结构

1.2国内外发展现状

1.3论文工作与结构

1.3.1选题

1.3.1论文组成

第二章彩色图像信号的叠加

2.1模拟叠加

2.1.1键信号

2.1.2亮度键

2.1.3色度键之一：硬色键

2.1.4色度键之二：软色键

2.2数字叠加

2.2.1柔化键

2.2.2线性键

2.2.3数字色键

2.2.4深度键

2.3本章小结

第三章基于现有非编系统的抠像实现

3.1非线性编辑系统的发展

3.1.1有卡系统

3.1.2无卡系统

3.1.3 CPU+GPU非编系统

3.2色彩系统

3.2.1 RGB系统

3.2.2 YUV系统

3.2.3 HIS系统

3.2.4转换关系

3.3非线性编辑系统中的键模块

3.4基于现有非线性编辑系统的抠像实现

3.4.1色键抠像

3.4.2亮度键抠像

3.4.3差异键抠像

3.5本章小结

第四章非线性编辑中图像信号叠加的设计

4.1视频合成的函数表示

4.1.1视频对象描述

4.1.2视频合成函数的表示方法

4.2色键效果算法

4.2.1 Alpha通道

4.2.2色键效果算法

4.3设计抠像程序

4.3.1对RGB32图像格式的抠像算法实现

4.3.2对蓝色幕布前景的抠像

4.3.3对含有蓝色的前景进行变化

4.4抠像算法的简单改变及特殊效果

4.4.1绿底前景图像的抠像实现

4.4.2做一朵变色的花

4.4.3火焰字的实现

4.5考虑亮度因素的处理

4.5.1改进的程序流程

4.5.2考虑亮度因素精确处理的算法描述

4.5.3考虑亮度因素模糊处理的算法描述

4.5.4实验效果

4.6多路视频信号叠加

4.6.1画中画效果

4.6.2键功能与划像功能相结合

4.7本章小结

第五章视频图像叠加的展望

5.1现阶段抠像信号研究的热点

5.2几个典型的景物提取算法

5.2.1 Hillman等人算法

5.2.2 Ruzon和Tomasi算法

5.2.3 Poisson算法

5.2.4算法实现的效果

5.3优势和不足

5.3.1优势

5.3.2不足

5.4本文研究的目的和展望

第六章全文总结

参考文献

致谢

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