图3-6  反二值化参考图像  18
图3-7  所选背景图01  18
图3-8  所选背景图02  19
图3-9  提取的前景目标  19
图3-10  合成效果图01  20
图3-11  合成效果图02  20
图3-12  颜色提取合成效果图  21
1  引言
1.1  研究背景
摄影，这个已经在时间长河上留下了170多年历史的名词，在当今的世界上已然成为大多数人生活中必不可少的一部分，因为通过摄影，人们可以记录下那些稍纵即逝的平凡事物并让其成为不朽。摄影的这种神奇力量使其自诞生之日起便轻而易举地步入人们的视野当中，新闻工作者通过摄影记录下事实，艺术家们通过摄影来记录美的瞬间，研究人员通过摄影记录实验现象及数据，相似的例子不胜枚举。可以说摄影伴随着人们的生活，同时也是人们认知世界的一个重要手段。
摄影技术在自其诞生日起的100多年中，经历了一个由简单到复杂、由低速到高速、由手工向自动化发展的历程，但始终没有脱离照相机和胶卷的传统模式。随着时间的推移，人们逐渐不再满足于胶片带来的种种不便，于是1975年，在美国纽约罗彻斯特的柯达实验室中，一个孩子与小狗的黑白图像被CCD传感器所获取，记录在盒式音频磁带上。这是世界上第一台数码相机获取的第一张数码照片，影像行业的发展就此改变[1]。随着科技的发展，照片的好坏不再局限于拍摄手段的强弱，在数字摄影时代，拍摄下来的图片可以通过扫描或数字化传输输入计算机，再运用图像技术进行处理，对照片的灰度，色调和清晰度等进行改善。如今，一个典型数字图像处理的应用便是虚拟演播室技术，摄像团队录制主持人在绿色或是蓝色幕布背景下的表演或报道，如图1-1，再运用图像处理技术提取前景中人物的表演，通过技术手段加入到虚拟的背景当中，并加入滤镜以及各种光影效果，极大地增强了节目的新鲜度和吸引力[2]。
 
图1-1 虚拟演播室蓝幕背景
众所周知，美国好莱坞大片因其卓越的视觉特效，华丽的场景布局等鲜明特点为人们所喜爱追捧，如近年来的“复仇者联盟”，“霍比特人”等，情节跌宕起伏的同时，最能吸引观众眼球的，便是他们极其优秀的视觉场景特效，这些通过特效制作出的场景同样恢弘大气，引人入胜，几乎可以以假乱真。那么，这些激动人心的场景是怎样制作出来的呢？说到这里，就不得不提到数字抠像技术（Digital Matting）了。
数字抠像技术的诞生，还是要追溯到早期电视电影的制作当中。在影视拍摄时，为了实现一些特殊效果，需要把不同时间拍摄的不同场景合成到一起，将经过加工的艺术创作与实际场景的拍摄完美的结合在一起，抠像技术也就应运而生了。事实上，抠像技术在上文我们提到的虚拟演播室技术当中同样起到了至关重要的作用。在当今的影视作品当中，抠像技术被越来越多的应用到电视电影的制作当中[3]。因为一些过于危险的场景非常难以拍摄，并且即便拍摄出来可能效果也并不理想，所以运用绿幕（蓝幕）拍摄之后进行合成便成为一种两全其美的方法。
例如图1-2中所示的爆炸场面，这种危险的场景如果实拍的话很容易发生意外，同时机位的架设也很成问题，拍摄的效果也许并不好。这时，运用绿幕背景，在拍摄演员动作之后进行后期处理，抠出清晰的人物前景图像，并加入虚拟背景，滤镜以及光影效果，我们熟知的好莱坞大片震撼人心的效果便制作成功了。 Matlab光电数字图像背景合成技术研究(2):http://www.751com.cn/wuli/lunwen_19030.html