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专利号: 202210238667X
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种直播视频背景替换方法,包括如下步骤:

(1)通过计算当前帧图像每个像素点的运动特征值M,得到背景候选点集合S1;

(2)从集合S1中去掉空间孤立点,得到背景候选点集合S2;

(3)对集合S2中每一像素点的区域局部稳定性进行判断,得到背景候选点集合S3,具体实现方式为:对于集合S2中的任一像素点,确定以该像素点为中心7×7大小的区域Q,通过以下公式计算区域Q的局部稳定性D,若局部稳定性D小于特定阈值T2,则将该像素点纳入背景候选点集合S3;

其中:i表示区域Q内属于S2的任一像素点,Yi为像素点i在YUV色彩空间中的亮度分量1

值,Yi为前一帧图像中与像素点i对应相同位置的像素点在YUV色彩空间中的亮度分量值,x为区域Q内属于S2的像素点数量;

(4)对集合S3中每一像素点的区域色彩稳定度进行判断,得到背景候选点集合S4,具体实现方式为:对于集合S3中的任一像素点,确定以该像素点为中心7×7大小的区域P,通过以下公式计算区域P的色彩稳定度Duv,若色彩稳定度Duv小于特定阈值T3,则将该像素点纳入背景候选点集合S4;

其中:j表示区域P内属于S3的任一像素点,Uj为像素点j在YUV色彩空间中的色度U分量1

值,Vj为像素点j在YUV色彩空间中的色度V分量值,Uj 为前一帧图像中与像素点j对应相同1

位置的像素点在YUV色彩空间中的色度U分量值,Vj为前一帧图像中与像素点j对应相同位置的像素点在YUV色彩空间中的色度V分量值,y为区域P内属于S3的像素点数量;

(5)对集合S4中每一像素点的可信度加权值进行计算判断,得到背景候选点集合S5,具体实现方式为:对于集合S4中的任一像素点e,通过以下公式计算像素点e的可信度加权值C,若可信度加权值C大于特定阈值T4,则将像素点e纳入背景候选点集合S5;

其中:Ct为当前帧图像前面第t帧图像中与像素点e对应相同位置像素点的可信度加权值,Cth为当前帧图像前面第t帧图像中与像素点e对应相同位置像素点的上下左右任一像素点的可信度加权值,Cti为当前帧图像前面第t帧图像中与像素点e对应相同位置像素点的左上、左下、右上、右下任一像素点的可信度加权值,ft为当前帧图像前面第t帧图像对应的权重值,g1~g3均为给定权重值;

(6)对集合S5之外的零散前景像素点的背景可信度进行计算判断,得到背景候选点集合S6,具体实现方式为:对于当前帧图像中除集合S5之外的任一像素点o,若像素点o的上下左右四个像素点均属于S5,则通过以下公式计算像素点o的背景可信度E,若背景可信度E小于特定阈值T5,则将像素点o加入至背景候选点集合S5中,依此遍历得到背景候选点集合S6;

其中:Z表示以像素点o为中心3×3大小的区域,k表示区域Z内属于S5的任一像素点,Yk1

为像素点k在YUV色彩空间中的亮度分量值,Yk 为前一帧图像中与像素点k对应相同位置的像素点在YUV色彩空间中的亮度分量值,Ck为像素点k的可信度加权值;

(7)将当前帧图像中集合S6内的所有像素点替换为背景图片中对应位置的像素点。

2.根据权利要求1所述的直播视频背景替换方法,其特征在于:所述步骤(1)中通过以下公式计算像素点的运动特征值M,进而将运动特征值M小于特定阈值T1的像素点纳入背景候选点集合S1;

t

其中:Yp为当前帧图像中任一像素点p在YUV色彩空间中的亮度分量值,Yp为像素点p在当前帧图像前面第t帧图像中任一邻居像素点在YUV色彩空间中的亮度分量值,所述邻居像素点共有9个即前面第t帧图像中与像素点p对应相同位置的像素点以及该像素点周围的8个像素点,ft为当前帧图像前面第t帧图像对应的权重值。

3.根据权利要求1所述的直播视频背景替换方法,其特征在于:所述步骤(2)的具体实现方式为:对于集合S1中的任一像素点,统计以该像素点为中心5×5大小的区域内属于S1的像素点数量,若数量小于3,则将该像素点视为空间孤立点并从S1中将其移除。

4.根据权利要求1所述的直播视频背景替换方法,其特征在于:该方法将整个图像分为前景和背景两部分,背景是基本静止不动的,前景是在变化的;以像素点为单位,通过比较相邻的若干帧图像中相同位置像素点的像素值,以及区域内像素点变化值的数理统计信息,判断该像素点属于前景还是背景,对每个像素点都进行归类后,得到背景区域,并用背景图片的同一区域内容替换原图像。