虚拟电视广告系统的基本框架与研究

摘要

本文设计并实现了一个应用在足球比赛直播中的虚拟电视广告系统。该系统能够在足球比赛图像中的特定位置安插虚拟广告。首先利用Hough变换和数学形态学方法提取直线，求直线的交点作为特征点。然后用提取到的特征点和它们对应的世界坐标对摄像机进行标定，用最小二乘法求解线性方程组得到透视变换矩阵。最后由透视变换矩阵和特定的广告安插位置的世界坐标计算出虚拟广告的图像坐标范围，对这个范围中的每个点三维重建，计算他们的世界坐标，将每个点的像素值替换为广告图像中对应位置的像素值。实验结果表明，本系统能够较为快速、有效的在足球比赛图像中的特定位置安插虚拟广告。

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声明

第一章绪论

1.1计算机视觉的研究概况

1.2论文的研究背景和意义

1.3论文的研究内容

第二章虚拟电视广告系统的框架

2.1系统模型

2.2提取特征点

2.3摄像机标定与虚拟广告生成

第三章足球比赛图像中特征点的提取

3.1边缘检测

3.1.1边缘检测概述

3.1.2传统的边缘检测算法

3.1.3 Canny边缘检测算法

3.1.4各边缘检测算子处理效果的比较与分析

3.2 Hough变换

3.2.1 Hough变换基本原理

3.2.2直线的极坐标形式

3.3基于数学形态学的图像处理技术

3.3.1腐蚀与膨胀

3.3.2图像的开启与闭合

3.4球场特征点的提取

3.4.1角点检测算法

3.4.2本文针对足球视频图像所采用的特征点提取方法

3.4.3实验结果与计算

3.5本章小结

第四章摄像机标定与虚拟广告的生成

4.1摄像机标定概述

4.2成像几何模型

4.3传统的摄像机标定技术的原理和方法

4.3.1线性求解方法

4.3.2非线性优化方法

4.3.3两步法

4.3.4双平面标定方法

4.3.5自标定技术原理和方法

4.4本文采用的摄像机标定方法

4.5三维重建

4.5.1立体视觉三维重建的基本原理

4.5.2空间点的三维重建

4.5.3本文针对研究情况采用的三维重建方法

4.6虚拟广告生成

4.7本章小结

第五章总结与展望

致谢

参考文献

作者在读研期间的成果