裴晓康，王贵锦，林行刚(清华大学电子工程系，北京100084)摘要:提出了一种新的自动抠图算法框架。首先，估计输入图像各个区域的模糊程度;其次，对图像进行显著性的计算;然后融合模糊度和显著性信息，大致分割出前景和背景，从而自动生成标注前景、背景、未知区域的三色图;最后，采用基于采样的抠图算法就可以准确地完成前景目标物体的自动抠图。该算法无须人工辅助或附加信息。在标准数据集和实拍图像上的实验结果证明了该算法的准确性和实用性，可广泛应用于图像和视频的编辑合成。关键词:自动抠图;自然背景;模糊估计;显著性检测;三色图生成中图分类号:文献标志码:文章编号:TP391A1001-3695(2012)10-3945-03doi:10．3969/j．issn．1001-3695．2012．10．092AutomaticmattingbasedonfusionofblurestimationandsaliencydetectionPEIXiao-kang，WANGGui-jin，LINXing-gangAbstract:Thispaperproposedanewframeworkforautomaticmattingofnaturalimages．First，estimatedtheblurringlevelofeachpartoftheinputimageaccordingtothedifferentfocusingstatusintheforegroundandinthebackground．Second，itcalcu-latedthesaliencyfortheimageanddetectedthesalientregions．Then，withthecombinedinformationofblurandsaliency，theforegroundregionandbackgroundregioncouldberoughlyidentifiedandseparated，andtheTrimapwhichdenotedthedivisionoftheforeground，backgroundandunknownregioncouldbegeneratedautomatically．Last，accurateobjectmattingcouldbeac-complishedbyasample-basedmattingalgorithmonthebasisoftheTrimap．Thisalgorithmdidnotrequireanyuserassistanceorotheradditionalinformation．ExperimentsbothonKeywords:automaticimagematting;naturalbackground;blurestimation;saliencydetection;Trimapgenerating人工标定图像的Trimap毕竟是一件费时费力的工作，尤其是对视频抠图与合成。因此，一些自动抠图方法也相继被0引言自然背景下的数字图像抠图(digitalmatting)是指在图像中将前景目标物体精确提取的过程。它是图像处理与编辑中的一项关键技术，可广泛应用于视频合成、电影特效以及游戏娱乐等领域。与图像分割技术不同的是，抠图是一种“软分割”的技术，它需要将图像中每个像素精确地表示为前、背景的按比例合成。其数学模型表示为:对自然图像的任意像素Ii，可以表示为背景像素Bi和前景像素Fi的线性合成，如式(1)所示。［2］究者提出。McGuire等人在2005年首先提出了一种针对动态场景的自动抠图方法，称为散焦抠图(defocusmatting)。散焦抠图利用分光镜搭建了一个由三个摄像头传感器组成的系统，对同一场景采集聚焦前景、聚焦背景以及全景深聚焦这样三幅图片，然后通过聚焦面得到场景物体的相对深度，从而自动计算出粗略的Trimap，进而转换为全局约束优化问题用梯度下降法求出未知区域像素的α值和真实的前背景颜色。Sun等人［3］提出了闪光抠图(flashmatting)的方法。该方法的思想是如果背景物体离得足够远，那么场景的加闪光照片与不加闪光照片之间的差别主要集中在前景物体区域。因此闪光抠图先采集同一场景加闪光和不加闪光两幅图片，然后通过两幅图像的差估计每个像素属于前景的似然概率，在联合贝叶斯模型的框架下迭代求最大似然解。此外，还有利用照相机阵列［4］和利用深度传感器［5］的抠图方法被提出。这些自动抠图方法虽然避免了人工标定的步骤，但却都需要提供额外的设备(如多传感器、闪光灯等)，利用这些设备获取单张彩色图像之外的信息来估计前背景的区分，难以用于实际自然背景下的图像抠图。为了克服以上这些方法的弱点，本文提出了一种无须依赖外部设备或信息，只以单幅彩色图像作为输入的自动抠图算法Ii=αiFi+(1－αi)Bi(1)其中:αi就是所要求的每个像素的合成比，反映的是该像素的不透明度。由于前景像素值Fi和背景像素值Bi也是未知的，所以抠图问题是一个不能完全求得解析解的病态问题。而为了解决这个问题，一般需要提供一个人工指定的标明数字图像上的确定前景、背景和未知的区域，并分别用三种颜色表示，称为三色图(Trimap)。有...