技术领域
[0001] 本
发明涉及计算机
图像处理领域，尤其涉及一种基于模板的蒙版 自动擦除方法。
背景技术
[0002] 随着交互式多媒体的迅速发展，越来越多的商家开始注重借助交 互式多媒体提升用户在商业活动中的参与度和体验效果。利用移动终 端实现交互式的蒙版擦除，也在商家活动中广泛使用。
[0003]
现有技术中，常见的蒙版擦除方法，多使用在抽奖活动中，用户 将
手指在移动设备屏幕上滑动，手指滑过的区域蒙图消失并显示出需 要显示的
底板的内容，但是这种方式需要用户
指定擦除
位置，且擦除 形状(主要是手指的擦除形状)单一，不足以应对多种不同场合的应 用需求。例如在新品发布会时，大屏幕上显示被蒙图
覆盖的新产品展 示图，现场观众共同参与，通过晃动移动设备或者按下特定的按键同 步在大屏幕上以特定的擦除形状自动擦除蒙图，逐渐显示新产品展示 图。针对这种情况，上述蒙版擦除方法就无法处理。为此，需要提供 一种允许用户自定义擦除形状，擦除处理自动进行的蒙版自动擦除方 法。
发明内容
[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种基于模板的蒙版自动擦 除方法，解决现有技术中擦除形状单一、不能对擦除形状进行多种变 换进而对蒙版进行自动擦除的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是提供一种基 于模板的蒙版自动擦除方法，包括以下步骤：提取形状，从预选图像 中获取用户所需形状，并处理得到包含该用户需求形状且以栅格数据 表示的基图；转换数据，将该基图中的用户需求形状的栅格数据转换 为矢量数据，并进一步将该矢量数据转换为矢量矩阵；生成绘
制模板， 将该矢量矩阵进行平移和/或缩放处理，得到绘制模板；输入图像， 输入需要显示的底板图像和用于遮盖该底板图像的蒙版图像；绘制图 像，利用该绘制模板在该蒙版图像上自动擦除，从而对应显示该底板 图像。
[0006] 在本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一
实施例中，在该提取 形状步骤中，首先输入具有用户需求形状的预选图像，再从该预选图 像中抠取出该用户需求形状，以该用户需求形状的形状边界的内部作 为该基图的前景图，以该用户需求形状的形状边界的外部为该基图的 背景图，该背景图以第一填充色填充，该前景图以第二填充色填充， 该第一填充色为单一色彩的纯色，该第二填充色是与该第一填充色不 同的另一纯色或者是不含该第一填充色的其它多种色彩的组合。
[0007] 在本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例中，在该转换 数据步骤中，将该基图中的用户需求形状的栅格数据转化为该矢量数 据包括以下步骤：确定交点，对该基图的栅格数据以行为单位进行扫 描，确定与该用户需求形状的各边有交点的栅格行yi，i∈[1，t]，i为 该栅格行的序号，t为该栅格行的总行数；交点排序，将每一该栅格 行上的交点(xi,j，yi)沿该栅格行yi进行递增排序；按行
配对，从每一 该栅格行上的第一个交点开始进行相邻交点配对，即(xi,2m-1，yi)和 (xi,2m，yi)为一个交点对，i∈[1，t]，m∈[1,si]，每个交点对表示该栅格 行在该用户需求形状的边线一个相交区间，得到(xi,1，yi)、 (xi,2，yi)、…(xi,j，yi)、 j∈[1,2si]，2si表示栅格行yi与该用 户需求形状的各边交点的个数，得到矢量数据集为：
[0008]
[0009] 其中，当pij＝(xi,j,yi)，i∈[1，t]，j∈[1,2si]，
[0010]
[0011] 在本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例中，在该转换 数据步骤中，将该矢量数据转换为该矢量矩阵的方法包括以下步骤： 填充该矢量数据集，使得该矢量数据集每行的数据的个数相同，得到 该矢量矩阵为：
[0012] 其中，n＝max{2si|i∈[1,t]}，填充方法是对于 如果有j∈(2si，n]，则pij＝(-10000，-10000)。
[0013] 在本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例中，在该生成 绘制模板步骤2 2
中，对该矢量矩阵P进行缩放处理的方法包括以下步 骤：将该矢量矩阵P 乘以一个缩放变换矩阵A，即P2A，其中，该缩 放变换矩阵A为n×n方阵，即 k表示缩放的
系数； 该缩放系数k选取最大值的依据是该矢量矩阵P2经过放大后，得到的 该绘制模板的宽度小于或等于该蒙版图像的宽度，并且该绘制模板的 长度小于或等于该蒙版图像的长度。
[0014] 在本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例中，在该生成 绘制模板步骤中，对该矢量矩阵P2进行平移处理的方法是将该矢量矩 阵P2向右增加一列1后，再乘以一个平移变换矩阵B，即[P2 1]B， 其中，该平移变换矩阵B为(n+1)×n矩阵，其中， p0＝(x0,y0)，x0表示x在轴方向移动的距离，y0表示在y轴方向
移动的 距离。
[0015] 在本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例中，在该绘制 图像步骤中，利用该绘制模板在该蒙版上自动擦除的方法是：首先， 在正射投影构成的三维空间中，沿观察者视线方向上先绘制该蒙版图 像；然后，在该蒙版图像的正前方，根据底板内容，随机对该绘制模 板形状采用纹理贴图技术绘制形状图像；最后，将该蒙版图像和该形 状图像
叠加融合，得到在蒙版上的绘制图形，并且在该绘制图形与该 底板的对应位置显示该底板的
像素内容。
[0016] 本发明的技术效果是：本发明实施例公开一种基于模板的蒙版自 动擦除方法，该方法将预选图像重构基图，再将该基图进行栅格扫描 得到用户需求形状的矢量数据，然后将该矢量数据矩阵化，完成形状 的提取，再将该矩阵数据进行平移和/或缩放处理生成绘制模板，最 后采用三维空间正射投影分图层绘制方式，实现在蒙版上自动擦除效 果。通过上述技术方案，在擦除过程中实现了擦除形状的自定义以及 擦除过程的自动处理，与现有技术相比，扩大了蒙版擦除方法的适用 范围，交互方式也不再局限于对屏幕或者按键的操作。
附图说明
[0017] 图1是根据本发明基于模板的蒙版自动擦除方法一实施例的流程 图；
[0018] 图2是根据本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例的基 图的示意图；
[0019] 图3是根据本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例的栅 格数据扫描的示意图；
[0020] 图4是根据本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例的制 作绘制模板的示意图；
[0021] 图5是根据本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例的自 动擦除的示意图；
[0022] 图6是根据本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例的绘 制形状的示意图。
具体实施方式
[0023] 为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进 行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发 明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本
说明书所描述的实施 例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解 更加透彻全面。
[0024] 需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和 科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
[0025] 在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例 的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包 括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0026] 图1显示了本发明基于模板的蒙版自动擦除方法一实施例的流 程图。在图1中，包括：
[0027] 步骤S101：提取形状，从预选图像中获取用户需求形状，并处 理得到包含所述用户需求形状且以栅格数据表示的基图；
[0028] 步骤S102：转换数据，将所述基图中的用户需求形状的栅格数 据转换为矢量数据，并进一步将所述矢量数据转换为矢量矩阵；
[0029] 步骤S103：生成绘制模板，将所述矢量矩阵进行平移和/或缩放 处理，得到绘制模板；
[0030] 步骤S104：输入图像，输入需要显示的底板图像和用于遮盖所 述底板图像的蒙版图像；
[0031] 步骤S105：绘制图像，利用所述绘制模板在所述蒙版图像上自 动擦除，从而对应显示所述底板图像。
[0032] 以下对上述步骤进一步说明。
[0033] 首先，步骤S101是为了得到用于擦除的用户需求形状，而用户 需求形状主要是从预选图像中得到，例如可以选择用户需求形状为竹 叶形状，而竹叶形状就可以从拍摄的一幅竹子的预选图像中提取出 来。另外，该用户需求形状所在的基图是以栅格数据表示的。这里的 栅格数据是指以像素点阵的方式表示基图，例如基图是一个200×200 像素的图像，其中的栅格数据是指用一个200×200的栅格来对应表 示每一个像素的像素值，而该像素值则体现了该像素的色彩、
亮度等 数值。
[0034] 图2显示了本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例的 基图示意图，该基图包含通过步骤S101提取的用户需求形状，可以 看出该用户所需形状类似一种抓痕形状，即黑色的前景图11所构成 的形状，该基图的背景图12为灰色。
[0035] 进一步优选的，在步骤S101提取形状中，首先输入具有用户需 求形状的预选图像，再从该预选图像中抠取出用户需求形状，以用户 需求形状的形状边界的内部作为基图的前景图11，以用户需求形状 的形状边界的外部为基图的背景图12，背景图12以第一填充色填充， 如浅灰色，前景图11以第二填充色填充，如黑色。这里，第一填充 色为单一色彩的纯色(如纯蓝色、纯绿色等)，第二填充色是与第一 填充色不同的另一纯色，例如第一填充色为蓝色时，第二填充色为红 色，或者第二填充色是不含第一填充色的其它多种色彩的组合，例如 第一填充色为蓝色，而第二填充色是绿色和红色的组合，而不包含蓝 色。在图2所示基图中，填充
颜色时，对于前景图11，可以将其内 部每一个栅格(即每一个像素)的数据值或色素值设置为RGB(0，0， 0)，表示三基色红、绿、蓝的色素值均为0，显示为黑色；而对于背 景图12，可以将其内部每一个栅格(即每一个像素)的数据值或色 素值设置为RGB(200，200，200)，表示三基色红、绿、蓝的色素值 均为200，显示为浅灰色。可以看出，前景图11和背景图12不仅显 示有明显区别，色素值也有明显区别。
[0036] 对于图1中的步骤S102，主要是完成数据转换，把用户需求形 状的栅格数据转换为矢量数据，该栅格数据矢量化的方法是：
[0037] 第一步，确定交点，对基图的栅格数据以行为单位进行扫描，确 定与用户需求形状的各边有交点的栅格行yi，i∈[1，t]，i为栅格行yi的 序号，t为栅格行yi的总行数。
[0038] 这里，当以行进行扫描时，既可以从上到下进行按行扫描，也可 以从下向上进行按行扫描。
[0039] 第二步，交点排序，将每一栅格行上的交点(xi,j，yi)沿栅格行yi进 行递增排序，优选从左向右递增排序。
[0040] 图3显示了本发明基于模板的蒙版自动擦除方法另一实施例的 栅格数据扫描的示意图，当从下向上进行行扫描时，可以看出扫描第 一行21的第一个交点为p1，1，第二行22的第一个交点p2，1。
[0041] 第三步，按行配对，从每一栅格行上的第一个交点开始进行相邻 交点配对，即(xi,2m-1，yi)和(xi,2m，yi)为一个交点对，i∈[1，t]，m∈[1,si]， 每个交 点 对 表 示 栅 格 行 在 用 户 需 求 形 状 的 边 线 一 个 相 交 区 间 ，得 到 j∈[1,2si]，2si表示栅格 行yi与用户
需求形状的各边交点的个数，得到矢量数据集为：
[0042]
[0043] 其中，当pij＝(xi,j,yi)，i∈[1，t]，j∈[1,2si]，
[0044]
[0045] 通过上述步骤，可以获得用户需求形状的边界矢量数据，而不需 要用户需求形状的内部数据，所需数据量减少了。并且，将由点阵表 示的形状栅格数据转换为易于进行几何变换的边界坐标序列的矢量 数据，从而实现栅格数据的矢量化。
[0046] 不难发现，P1中每行的坐标对个数并不一定相等，即 si≠sj(i≠j，i，j∈[1,t])。这是因为：对于不同的用户需求形状，扫描线 扫描不同行得到的坐标对个数并不一定相等，如图3所示，第一扫描 线21扫描得到的坐标对个数为1，第二扫描线22扫描得到的坐标对 个数为2。
[0047] 为了方便后续进行数据变换和操作，接下来我们对P1进行矩阵 化处理。进一步优选的，在步骤S102中，将矢量数据转换为矢量矩 阵的方法是：
[0048] 填充所述矢量数据集P1，使得矢量数据集每行的数据的个数相 同，得到所述矢量矩阵为：
[0049] 其中，n＝max{2si|i∈[1,t]}，填充方法是 对于任意的i∈[1，t]，如果有j∈(2si，n]，则pij＝(-10000，-10000)。
[0050] 得到该矢量矩阵以后，就可以对矢量矩阵进行各种变换处理。而 经过各种变换处理后，就可以生成得到绘制模板，也就是步骤S103 完成的内容。
[0051] 对于图1中的步骤S103，主要是完成对矢量矩阵进行平移和/或 缩放处理，由此得到绘制模板。
[0052] 优选的，针对上述矢量矩阵P2进行缩放变换的方法是将矢量矩阵 P2乘以一个缩放变换矩阵A，即P2A，其中，缩放变换矩阵A为n×n方 阵，即 k表示缩放的系数。其中，k选取最大值的 依据是所述矢量矩阵P2经过放大后，得到的绘制模板的宽度小于或等 于蒙版图像的宽度，并且绘制模板的长度小于或等于蒙版图像的长 度。也就是说，绘制模板在进行放大时，不应超过所对应的擦除蒙版。
[0053] 优选的，针对上述矢量矩阵P2进行平移变换的方法是将所述矢量 矩阵P2向右增加一列1后，再乘以一个平移变换矩阵B，即[P2 1]B， 其中，所述平移变换矩阵B为(n+1)×n矩阵， 其 中，p0＝(x0,y0)，x0表示在x轴方向移动的距离，y0表示在y轴方向移 动的距离。
[0054] 经过步骤S103，可以对生成的矢量矩阵进行多种变换处理，从 而生成各种大小、位置不同的绘制模板，在获得各类绘制模板的同时， 也将对该用户需求形状中的像素处理，转化为对其形状边界的处理， 有效降低了图形绘制的工作量，使得图像绘制的效率更高。
[0055] 图4进一步对图1所示的步骤S102和S103进行了图形化的说明， 可以看出图4中的，先把以栅格数据表示的基图41通过图1所示步 骤S102转换为矢量数据42，然后再进一步转换为矢量矩阵43；接着， 通过图1所示步骤S103，可以将矢量矩阵43分别进行缩放变换44 (图4显示为放大效果)、平移变换45，以及这两种变换的结合46。 通过图4的形象化说明，更有利于对图1中的步骤S102和S103进行 理解。
[0056] 接着，在图1中的步骤S104中，输入需要显示的底板图像和用 于遮盖底板图像的蒙版图像。这里，底板图像是需要显示的内容，而 蒙版图像是覆盖在底板图像之上用于遮挡底板图像，通常蒙版图像不 透明，需要对蒙版逐步擦除来逐步显示出蒙版所覆盖的底板图像的真 面目，而擦除所使用的形状就是绘制模板的形状，擦除过程就是绘制 模板的形状在蒙版上不断变化调整的过程，以及在该过程
中底板图像 从绘制模板的变化形状中逐步显露出来。
[0057] 优选的，底板图像与蒙版图像具有相同尺寸的形状结构，例如都 是长方形时，二者的长度和宽度对应相同，若都是圆形时，二者的半 径相同。
[0058] 进一步优选的，底板图像与蒙版图像具有相同的显示
分辨率。
[0059] 以下结合图5和图6，对于图1中的步骤S105，其中利用绘制模 板在蒙版图像上自动擦除的方法优选为：
[0060] 首先，在正射投影构成的三维空间中，沿观察者视线方向(图5 中z轴方向)上先导入蒙版图像52；
[0061] 然后，在蒙版图像52的正前方，根据底板图像51的内容，随机 利用绘制模板产生绘制形状；
[0062] 最后，将底板图像51的对应位置的像素填充绘制形状，得到填 充图像53，同时填充图像53与蒙版图像52叠加而得到擦除图像54。
[0063] 这里，可以看出绘制模板是可以动态随机变化的，由此产生绘制 形状，实际应用中也是绘制模板变化一次就可以进行一次自动擦除。 并且，每次绘制模板产生的绘制形状，就会在底板图像对应的位置填 充底板图像的像素而得到填充图像，同时再把填充图像与蒙版图像叠 加产生在蒙版图像上擦除的效果，也就是说对绘制形状进行像素填充 的同时也是逐步生成的填充图像与蒙版图像在进行叠加的过程。图6 显示了经过绘制模板多次变换后在蒙版图像上擦除效果。
[0064] 优选的，在产生绘制形状过程中随机利用绘制模板时，以蒙版图 像52中未擦除区域为基点，使用随机函数得到一个平移变化系数， 然后将该平移变化系数与图1所示步骤S103中平移矩阵内p0的x0和/ 或y0相乘，即可实现绘制模板自动平移，对绘制模板的擦除位置随机 自动选取；优选的，以蒙版图像52左下
角为起点(0，0)，逐行从下 到上，从左到右遍历未擦除区域，平移变化系数的取值范围是[-1， 1]。
[0065] 由此可见，本发明实施例在应用过程中，可以通过对随机函数的 调用实现绘制模板所在位置的随机变化，进而随机产生绘制形状，因 此生成一个位置自动选取的擦除区域，即可实现擦除过程的自动进 行，不再需要用户指定擦除位置。
[0066] 优选的，还可以使用随机函数随机产生一个旋转角度，产生绘制 形状，当绘制模板随机旋转变化时，可以进一步丰富绘制形状生成的 多样性。
[0067] 由此可见，在步骤S105中，采用上述三维空间正射投影分图层 绘制的方式，可以直观准确地将蒙版图像和绘制形状在同一个方向上 进行匹配计算，便于从底板图像上读取像素进行绘制形状的像素填 充，得到填充图像，并且当随机控制绘制模板的平移、缩放和旋转变 化时，可以使得绘制形状的产生具有多样性，而绘制模板的这些随机 变化可以通过随机函数自动产生，从而使得擦除过程以自动化、随机 化的方式进行。
[0068] 通过上述方式，本发明基于模板的蒙版自动擦除方法，以预选图 像重构基图，再将该基图进行栅格扫描计算用户需求形状的矢量数 据，然后将该矢量数据矩阵化，完成形状的提取，再将矩阵数据进行 平移和/或缩放处理生成绘制模板，最后采用三维空间正射投影分图 层绘制方式实现最终的自动擦除效果。与现有技术中的蒙版擦除方法 相比，本发明在擦除过程中实现了擦除形状的自定义以及擦除过程的 自动处理，适用范围广，交互方式也不再局限于对屏幕或者按键的操 作。
[0069] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的
专利范 围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接或间 接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围 内。
