İstanbul Teknik Üniversitesi2011-2012 Bahar Dönemi

Sayısal İşaret İşleme Laboratuarı

Videoda Arka Plan Değiştirme

Bekir Onur Boztürk 040080499Burak Kurt 040080486

Proje Danışmanı Özgün Çırakman

AmaçTek renkli bir arka plana sahip videoda,

mevcut arka plan yerine başka bir video veya görüntü koyarak birleştirilmiş yeni bir video elde etmek.

Yapılan çalışmalarda arka planı değiştirilmek istenen örnek videoda daha başarılı sonuç veren ve yaygın olarak kullanılan yeşil arka plan tercih edildi.

Geliştirilen AlgoritmaÖrnek video/görüntü

dosyalarını seç

Örnek videonun yeşil bandı için arka plan

modeli oluştur

Arka Plan modelinden

örnek videonun yeşil bandını çıkar

Eşik seviyesi altında kalan bölgelere yeni

görüntü/video ataması yap

Çıktı dosyasına yaz

Oluşturulan görüntüyü medyan

süzgeçten geçir

Arka Plan Modeli OluşturmaTek renk arka plana sahip videoda, sadece

boş arka planın yer aldığı çerçevelerden ilk on ikisinin ortalaması alınarak yeşil bant için arka plan modeli oluşturuldu.

Çerçeve

1

Çerçeve

2

Çerçeve

12

12

Arka Plan Çıkarma İşlemiArka plan modeli ile örnek videonun yeşil

bandının her bir çerçevesi arasındaki fark alınır.

Fark alma işlemi sonucu oluşan çerçevelerin yeşil bandında belirli bir eşik seviyesi altında değere sahip olan pikseller arka plan, eşik değerinin üstünde kalan pikseller ise örnek videonun istenilen bölgelerini ifade eder.

Arka Plan Çıkarma İşlemiArka plan modeli

Örnek videonun yeşil bandından bir çerçeve

Renklerin Sayısal KarşılıklarıSiyah = 0Yeşil = 255

Eşik Seviyesiİdeal durumda arka plan modeli ile örnek

videonun yeşil bandı arasında fark alındığında örnek videoda yeşil arka planının tamamen kaybolması yani siyah renk alması beklenir.

Fakat gerçek dünyada ışık, gölge ve donanım kısıtları gibi faktörler görüntüde gürültüye neden olur.

Görüntüdeki gürültüden dolayı fark alma işlemi sonucu beklenen sıfır değerinden sapmalar meydana gelir.

Gürültü Örneği

Görüntü BirleştirmeEşik değerin altında kalan bölgelerin

koordinatları diğer videoda bulunarak buradaki RGB bandlı örnek videomuzun üzerine yazılır.

Bu şekilde yeşil arka plan olarak tanımlanan bölgelere istenilen başka bir görüntü ya da video çerçevesi yerleştirilmiş olur.

Görüntü BirleştirmeÖrnek videodan bir çerçeve Birleştirilmek istenen videodan bir

çerçeve

Medyan SüzgeçGörüntü ve işaret işlemede gürültü

temizlemek amacıyla kullanılır.Belirli bir pencere aralığında yüksek veya

düşük seviyeye atlamaları etkisizleştirerek görüntüyü yumuşatır.

Yapılan birleştirme işleminden sonra elde edilen görüntüde gürültüden kaynaklı hatalar olmaktadır.

Bu hataları yumuşatmak için medyan süzgeç kullanılmıştır.

İki Boyutlu Medyan Süzgeçİki boyutlu medyan süzgeç aşağıda gösterildiği

çalışmaktadır.3x3 lük A matrisi A matrisine sıfır ekleme yapılsın

A’ matrisinden alınan 3x3 lük pencere

Küçükten büyüğe sıralanıp merkez eleman seçilir

İşleme bu şekilde devam edilirse yeni 3x3 lük A matrisi aşağıdaki gibi bulunur. Yüksek olan 6, 8 ve 9 ile düşük olan 1 değeri sonuç matrisinde yer almamıştır.

Medyan Süzgeçten Önce

Medyan Süzgeçten Sonra

Medyan Süzgeç Örneği

Uygulama

Kullanılan Bilgisayarın ÖzellikleriIntel Core i7 3.07 GHz (4 çekirdek)

L1 önbellek 256 KBL2 önbellek 1024 KBL3 önbellek 8 MB

6 GB DDR3 1333MHz RAM

Seagate 7200 rpm SATA3 HDD

Kullanılan Videonun ÖzellikleriÇözünürlük : 640x424Çerçeve/Sn oranı (FPS) : 24Renk Derinliği : 8 bit RGBGörüntü Kodlama Biçimi : Audio Video Interleave(avi)

SonuçlarOrtamdaki gürültü nedeniyle oluşan hayalet

etkisi bazı bölgelerin yeşil kalmasına neden olmuştur.

Medyan süzgeç kullanılarak yüksek ve alçak frekans bileşenleri yumuşaltığı için video üzerinde bulunan gürültü etkisi azaltılmıştır.

Eşik değerleri daha önceden çekilen örnek videoların ortam koşullarına göre gözlemsel olarak belirlenmiştir.