32、图像合成、变形与融合技术全解析

图像合成、变形与融合技术全解析

在图像处理领域，图像合成、变形与融合技术是非常重要的部分，它们广泛应用于从图像校正到娱乐行业特效制作等众多领域。接下来，我们将深入探讨这些技术的原理和应用。

图像合成基础

当背景采用单一颜色创建时，“蓝屏”或“色度键”技术可使不透明度函数的计算变得简单。这种技巧在模拟合成中已被广泛使用数十年。例如，一个圆环置于统一蓝色背景前的图像，可通过将背景定义为特定蓝色调的像素集来获取图像的不透明度通道，还能将圆环与不同背景进行叠加。

在离散域中进行图像合成有两种方法，分别基于不透明度函数的离散化方式：基于 alpha 通道的合成和基于位掩码的合成。

基于 Alpha 通道的合成

Alpha 通道是通过对不透明度函数进行空间离散化得到的，使用与颜色离散化相同的网格。通常，alpha 通道使用的位数与每个颜色通道相同，将其视为另一个颜色通道进行存储，可实现图像的均匀表示。

当合并两个图像 f 和 g 时，还需将它们的 alpha 通道合并为结果图像的 alpha 通道。输入图像的 alpha 通道仅记录像素区域来自不透明区域的百分比，不记录像素几何信息。因此，合并这两个百分比时，需对像素几何形状做出假设。通常假设像素中两个不透明区域部分重叠，将像素细分为四个子区域：$\overline{f} \cap \overline{g}$、$f \cap \overline{g}$、$\overline{f} \cap g$ 和 $f \cap g$。

假设 f 和 g 在某像素处的不透明度函数值分别为 $\alpha_f$ 和 $\alpha_g$，则该像素中两个不透明区域交集的面积分数