Эффект Chroma Key (“цветовой ключ”) заключается в сегментации изображения с тем, чтобы отделить объект переднего плана от фона. При этом цвет фона должен быть сплошным и равномерным – как правило, выбирают либо зеленый, либо синий, в зависимости от того, какой цвет отсутствует на объекте. Отделенное изображение затем накладывается на другой фон – например, на фотографию или рендер виртуальной сцены.

Существуют различные алгоритмы подобной сегментации, мы рассмотрим один из самых простых. Несмотря на простоту, он достаточно эффективен. Метод основан на нахождении евклидового расстояния в пространстве RGB – между цветом исходного пикселя и цветом фона. Если рассматривать цвета как точки в трехмерном пространстве, то пиксели, например, зеленого фона будут представлять собой облако точек, сосредоточенное вокруг “абсолютно зеленой” точки – (0, 1, 0). Чтобы получить значение альфа-канала (0 – пиксель принадлежит фону, 1 – не принадлежит), мы просто нормируем расстояние в заранее выбранном диапазоне.

import dlib.math.vector;
import dlib.math.utils;
import dlib.image.image;
import dlib.image.color;

SuperImage chromaKey(
SuperImage img,
Color4f keyColor,
float minDist,
float maxDist)
{
auto res = new ImageRGBA8(img.width, img.height);

foreach(y; img.col)
foreach(x; img.row)
{
Color4f col = img[x, y];

Color4f delta = col - keyColor;
float distSqr = dot(delta, delta);
col.a = clamp(
(distSqr - minDist) / (maxDist - minDist),
0.0f, 1.0f);
res[x, y] = col;
}

return res;
}

Вот пример использования этой функции:

import dlib.image.io.io;

auto img = load("input.png");
auto res = img.chromaKey(Color4f(0, 1, 0), 0.3f, 0.7f);
res.save("output.png");

Как нетрудно заметить, результат не идеален – если наложить изображение на фон, вокруг актера наблюдается зеленоватый контур. От него можно избавиться путем эрозии альфа-канала: изображение пропускается через дискретный оконный фильтр 3х3, который присваивает пикселю наименьшее значение в окне. В результате, непрозрачная область “теряет” несколько пикселей контура, и зеленый ореол практически исчезает.

SuperImage erodeAlpha(SuperImage img)
{
uint kw = 3, kh = 3;

auto res = img.dup;

foreach(y; img.col)
foreach(x; img.row)
{
auto c = img[x, y];

foreach(ky; 0..kh)
foreach(kx; 0..kw)
{
int iy = y + (ky - kh/2);
int ix = x + (kx - kw/2);

if (ix < 0) ix = 0;
if (ix >= img.width) ix = img.width - 1;
if (iy < 0) iy = 0;
if (iy >= img.height) iy = img.height - 1;

float a = img[ix, iy].a;

if (a < c.a)
c.a = a;
}

res[x, y] = c;
}

return res;
}

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *