圖像與視頻特效編輯關(guān)鍵技術(shù)解析

王允乾+王亞平

摘 要 本文主要針對圖像與視頻特效編輯關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)前圖像與視頻特效編輯現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用等方面為根據(jù)，積極從系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的基本框架以及前景目標(biāo)提取、無縫融合，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其他圖像處理方式等方面進(jìn)行深入探索以及研究，主要研究目的在于進(jìn)一步促進(jìn)圖像與視頻特效編輯關(guān)鍵技術(shù)的融合以及應(yīng)用，達(dá)到更好的視頻特效效果，促進(jìn)視頻特效編輯關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，以及圖像與視頻特效編輯的發(fā)展進(jìn)步。

關(guān)鍵詞 圖像；視頻特效編輯；關(guān)鍵技術(shù)；研究解析

中圖分類號 G2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）191-0019-03

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及視頻制作技術(shù)的發(fā)展成熟，我國對于攝像器材的生產(chǎn)研究逐漸深入，攝像器材已經(jīng)成為生活中非常常用的工具，人們對于圖像以及視頻素材的獲取也更加便利。但是怎樣將獲取的視頻素材進(jìn)行編輯，逐漸成為人們研究的中心以及重點(diǎn)，當(dāng)前對這方面的技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，圖像與視頻特效編輯關(guān)鍵技術(shù)成為關(guān)注焦點(diǎn)，其中無縫融合以及數(shù)字摳像等都屬于重要技術(shù)，在這種發(fā)展條件下，還在不斷創(chuàng)新。加上市場發(fā)展以及視頻圖像的需要，不斷有學(xué)者對這方面進(jìn)行研究，針對其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行不斷深入探索以及研究。

1 圖像與視頻特效編輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對于圖像與視頻特效編輯來講，最主要技術(shù)就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中包括前景目標(biāo)提取、視頻或是圖像的無縫融合以及顏色的調(diào)整方面，文章從這幾個(gè)方面著手進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

1.1 基本框架介紹

基本框架屬于系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要組成部分，特別是在圖像與視頻特效編輯等方面，具有非常特殊的意義。在圖像與視頻特效編輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)中基本框架主要指的是在摳圖以及影像融合等，系統(tǒng)設(shè)計(jì)將這些劃分成3個(gè)部分，第一是目標(biāo)提取，第二是無縫融合，第三是顏色調(diào)整，這些組成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本框架。

為了更方便采用不同的方式對不同的視頻與圖像進(jìn)行目標(biāo)提取，一般都采用前景提取的方式，前景提取期間，主要提取手段包含兩種，一種是自動(dòng)式提取，一種是交互式提取[1]。針對相應(yīng)的視頻或是圖像條件選擇適合的提取方式進(jìn)行前景提取，同時(shí)在提取期間還要注意保護(hù)原視頻與圖像的安全。

在進(jìn)行無縫融合期間，需要根據(jù)摳像以及均值兩種坐標(biāo)中的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，從中探索出新的無縫融合技術(shù)，這種無縫融合技術(shù)可以在操作中保護(hù)圖像本身的安全，以及圖像邊緣的平滑，并且還能結(jié)合圖像的背景或是視頻背景對前景紋理進(jìn)行調(diào)整，這樣能夠很好的增強(qiáng)無縫融合中的真實(shí)性，保證融合效果更加理想。這種無縫融合技術(shù)在當(dāng)前很多影視制作中應(yīng)用非常廣泛，同時(shí)也非常受到圖像與視頻特效編輯的重視，與前景目標(biāo)提取之間相互配合，呈現(xiàn)出不同的效果[2]。

介紹完基本框架中的前景目標(biāo)提取以及無縫融合技術(shù)之后，再介紹基本框架中的第三種技術(shù)，顏色調(diào)整技術(shù)。顏色調(diào)整技術(shù)從字面上理解主要是對圖像與視頻的顏色進(jìn)行調(diào)整，在實(shí)際應(yīng)用中最終目的也是如此。利用顏色選擇。傳遞的方式以及顏色協(xié)調(diào)方式對顏色進(jìn)行調(diào)整，這種顏色調(diào)整技術(shù)可以對無縫融合的圖像進(jìn)行顏色處理，并且根據(jù)實(shí)際視頻影像的需要對顏色進(jìn)行調(diào)整，還可以對一些特定圖像等進(jìn)行顏色輸入，提高基本色彩度。

以上3種技術(shù)形式組成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本框架，同時(shí)每一種技術(shù)都能夠獨(dú)自存在，也能夠組成一個(gè)系統(tǒng)的形式，按照基本調(diào)整順利，首先進(jìn)行目標(biāo)提取，就是摳像，在進(jìn)行無縫融合，最后進(jìn)行顏色調(diào)整，對圖像以及視頻等進(jìn)行編輯以及操作。下面對這3種技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1.2 前景目標(biāo)提取（摳像）

上文中以及針對前景目標(biāo)提取進(jìn)行了介紹，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中前景目標(biāo)提取主要分兩種方式，一種是自動(dòng)式，一種是交互式，這兩種方式的應(yīng)用需要根據(jù)實(shí)際圖像以及視頻特效編輯的具體需要進(jìn)行區(qū)分。

其中自動(dòng)式前景目標(biāo)提取方式主要是針對靜止?fàn)顟B(tài)下操作，對于攝像機(jī)拍攝好的視頻，在自動(dòng)式前景目標(biāo)提取期間需要建立混合高斯模型，主要以視頻為背景，利用這種手段對視頻中的每幀變化前景進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，在利用圖切分算計(jì)算方法對提取的前景目標(biāo)進(jìn)行計(jì)算[3]。

從客觀角度上來講，自動(dòng)式前景目標(biāo)提取方式的計(jì)算得出的結(jié)果是二值分割圖像，這種技術(shù)在智能監(jiān)控等方面應(yīng)用非常廣泛，但是計(jì)算出的結(jié)果不能直接與視頻相結(jié)合，這樣會影響計(jì)算結(jié)果，并且還會導(dǎo)致視頻出現(xiàn)雜質(zhì)。在自動(dòng)式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，計(jì)算出的二值分割結(jié)果只是摳像的第一步，利用二值分割結(jié)果想成摳像三分圖，保證其在視頻應(yīng)用中不會出現(xiàn)擴(kuò)散現(xiàn)象。

其中的交互式前景目標(biāo)提取方式具有多樣性應(yīng)用特點(diǎn)，可以對圖像進(jìn)行全景目標(biāo)提取處理，也可以直接對視頻進(jìn)行前景目標(biāo)提取，并且視頻提取效果非常好，在動(dòng)態(tài)狀態(tài)下能夠?qū)σ曨l進(jìn)行處理。在進(jìn)行圖像處理期間，需要利用筆畫的方式將其中的前景以及背景進(jìn)行交互，劃分出大致的區(qū)域之后，設(shè)定前景目標(biāo)，再根據(jù)前景目標(biāo)將其進(jìn)行分割[4]。

遇到特殊要求還可以將其細(xì)化，這樣就能自動(dòng)形成三分圖，根據(jù)圖像計(jì)算方式計(jì)算結(jié)果。當(dāng)然在交互式方式應(yīng)用期間需要注意，分割期間需要采用摳像計(jì)算方式對區(qū)域性的前景目標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)進(jìn)一步細(xì)化分割過程中，還要利用像素準(zhǔn)確計(jì)算出結(jié)果。視頻影像處理期間，主要是提取前景目標(biāo)，對視頻中的第一幀進(jìn)行提取，隨后計(jì)算出摳像結(jié)果，在陸續(xù)對后續(xù)的幀幅進(jìn)行確定，采用摳圖計(jì)算方式詳細(xì)計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果綜合對比，能夠清晰看出其中的幀幅變化，若是遇到幀幅摳像不理想的前景提取，對其進(jìn)行重新提取以及計(jì)算，這樣就能保證前景提取的準(zhǔn)確安全。

1.3 無縫融合

無縫融合技術(shù)的應(yīng)用需要根據(jù)圖像或是視頻的坐標(biāo)值以及均值為參照，采用融合方式實(shí)現(xiàn)無縫融合。這種技術(shù)可以單獨(dú)應(yīng)用，也可以在一個(gè)圖像或是視頻處理系統(tǒng)中應(yīng)用，一般都是完成前景目標(biāo)提取之后，開始進(jìn)入到無縫融合階段。這個(gè)階段，根據(jù)要求對前景目標(biāo)進(jìn)行提取，還要保證需要融合區(qū)域非常平滑，這是實(shí)現(xiàn)無縫融合的重要基礎(chǔ)以及前提條件[5]。

在光滑條件下無縫融合的效果非常理想，當(dāng)然采用計(jì)算方法計(jì)算過程中，要是圖像區(qū)域或是視頻區(qū)域比較模糊，不管是怎樣融合都會變得非常模糊，效果不盡如意。為了更好的解決這方面的問題，相關(guān)技術(shù)人員分別利用坐標(biāo)值均值方式對圖像進(jìn)行摳像，同時(shí)結(jié)合摳像的計(jì)算結(jié)果對其進(jìn)行融合，這樣一來，在融合上就會保證邊緣非常公正平滑，圖像也會變得非常清晰。但是這種方式只適用于比較簡單的圖像應(yīng)用上，對于一些比較復(fù)雜的圖像效果并不會非常顯著，也不能滿足基本的無縫融合要求。針對當(dāng)前這種狀況，相關(guān)人員提出大膽計(jì)劃，將傳統(tǒng)的摳像計(jì)算方式與均值摳像計(jì)算方式相結(jié)合，從中得出精準(zhǔn)的摳像數(shù)據(jù)，再根據(jù)摳像計(jì)算值進(jìn)行無縫融合，這樣就能保證極高的精準(zhǔn)度。

1.4 顏色調(diào)整

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還包含顏色調(diào)整，顏色調(diào)整主要是根據(jù)顏色調(diào)整的計(jì)算方式將顏色進(jìn)行計(jì)算，還需要根據(jù)計(jì)算實(shí)現(xiàn)對顏色的傳遞以及顏色彼此的協(xié)調(diào)，顏色調(diào)整中主要包含這兩種，當(dāng)然在實(shí)際調(diào)整中，會遇到各種顏色調(diào)整問題，都需要根據(jù)實(shí)際情況對其進(jìn)行改進(jìn)。其中應(yīng)用最普遍的是這兩種方式，通過不斷的調(diào)整以及對比，計(jì)算出與之最適合的顏色，滿足對顏色的需求。

2 圖像與視頻特效編輯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

對于圖像與視頻特效編輯的系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要在各種科學(xué)技術(shù)的支持下才能實(shí)現(xiàn)，首先需要應(yīng)用C++的編程技術(shù)將需要執(zhí)行的系統(tǒng)編制成命令，這種技術(shù)的開發(fā)環(huán)境非常特殊，為VSZO08，圖像處理技術(shù)以及工具應(yīng)用的屬于OpenCv[6]。那么怎樣保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)真正實(shí)現(xiàn)，就需要通過以下內(nèi)容進(jìn)行著手。

首先是對前景目標(biāo)提取期間，打開已經(jīng)準(zhǔn)備好的視頻或是圖像文件，選擇其中一個(gè)視頻作為前景目標(biāo)提取的標(biāo)本，并且確定計(jì)算方式，對其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，與此同時(shí)結(jié)合相關(guān)計(jì)算結(jié)果為參照，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。確定需要選擇的陰影區(qū)，在上述操作步驟全部執(zhí)行完畢之后，進(jìn)入到運(yùn)行程序中，根據(jù)對數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析，得出前景提取的結(jié)果。

其次是無縫融合期間，基本都會選擇交互式的方法開展前景目標(biāo)提取，將已經(jīng)提取的圖像或是數(shù)據(jù)粘貼到背景圖中，利用鼠標(biāo)對前景目標(biāo)進(jìn)行為主移動(dòng)，幫助去調(diào)整到最佳位置，對其進(jìn)行粘貼，保證位置準(zhǔn)確基礎(chǔ)上開始進(jìn)入到無縫融合步驟中[7]。同時(shí)注意，無縫融合期間，保證背景圖的平滑，否則會影響到無縫融合的效果。

再者是顏色協(xié)調(diào)，顏色協(xié)調(diào)也需要打開圖像文件夾，選擇需要顏色協(xié)調(diào)的圖像，選擇適合的模板，模板確定之后系統(tǒng)就會自動(dòng)對顏色的對比度等進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出最佳的顏色對比度，并且還會將模板旋轉(zhuǎn)之后再次進(jìn)行計(jì)算，所有結(jié)果計(jì)算完畢，系統(tǒng)還會自動(dòng)提出協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)對顏色進(jìn)行協(xié)調(diào)即可。當(dāng)然若是對系統(tǒng)自動(dòng)給出的顏色協(xié)調(diào)不滿意，還可以自動(dòng)進(jìn)行素顏矯正以及模板旋轉(zhuǎn)，再對顏色進(jìn)行協(xié)調(diào)。

最后是顏色協(xié)調(diào)之后的傳遞。顏色傳遞是其中非常重要的步驟，選擇不同顏色的數(shù)據(jù)進(jìn)行顏色對比，在對比之后進(jìn)行明確標(biāo)注，這樣能夠方便對其進(jìn)行區(qū)分[8]。在根據(jù)顏色協(xié)調(diào)之后的要求，將顏色進(jìn)行傳遞，提高圖像的對比度以及清晰度。

3 結(jié)論

綜上所述，圖像與視頻特效編輯中的關(guān)鍵技術(shù)主要包含，前景目標(biāo)提取、無縫融合以及顏色協(xié)調(diào)，這些也是基本的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行全面了解之后，才能真正實(shí)現(xiàn)對圖像以及視頻特效的處理，對關(guān)鍵技術(shù)還在不斷研究以及探索中，積極探索更加適合特效編輯的技術(shù)形式。

參考文獻(xiàn)

[1]李紅霞.從板卡式非編到CPU+GPU+IO網(wǎng)絡(luò)化制作系統(tǒng)——衡水電視臺非線性編輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].電視字幕（特技與動(dòng)畫），2016（7）：60-62.

[2]王津航，劉春曉，朱臻陽，等.基于色調(diào)優(yōu)化的圖像視頻細(xì)節(jié)增強(qiáng)[J].中國圖象圖形學(xué)報(bào)，2014（8）：1149-1154.

[3]束搏，邱顯杰，王兆其.基于圖像的幾何建模技術(shù)綜述[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2015（3）：549-560.

[4]延婧.論視頻新聞與新聞攝影的差異和融合[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會科學(xué)版），2013（1）：173-176.

[5]楊軍.視頻合成中“Keying（鍵控）”問題的研究[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2013（13）：55-57.

[6]潘遠(yuǎn)航，馬利莊.視頻中的實(shí)時(shí)降雪與積雪模擬[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，2015（8）：1164-1169.

[7]古慶華.圖像與視頻特效編輯關(guān)鍵技術(shù)初探[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016（1）：244.

[8]崔炳德，裴祥喜，王建文.After Effects CS6軟件應(yīng)用中常見問題及解決辦法[J].電腦知識與技術(shù)，2016（3）：224-225.