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前景嵌空技術之研究及應用

為了解決obs視訊設定的問題，作者張正威 這樣論述：

本論文探討近年來流行的磨課師(Massive Open Online Courses, MOOCs)課程及翻轉教室(Flipped classroom)的數位課程內容製作之拍攝課程技術，以如何實現即時渲染背景移除技術，藉以獲得較良好的數位內容製作品質。在本研究提出的前景移除方法中，將擷取出來的PPT (Microsoft Power Point)簡報文字放置於前景，然後與攝影機擷取到的人物影像作為中景，且與自行定義的背景進行快速合成，這裡所提到的應用就是利用即時渲染背景移除技術，藉以實現多層場景之融合應用，本研究使用的軟體套件為OBS-Studio (Open Broadcaster Sof

tware)，其中提供色彩嵌空(Chroma Key)及色鍵(Color Key)兩種背景移除技術，這兩種方法基本上為取固定顏色的背景加以移除，只差在色彩嵌空多做了色溢出(Color Spill)的處理，除了能去掉綠色背景外，還可將殘留在物體邊緣的綠色去除，色彩嵌空跟顏色去背在OBS-Studio軟體項目裡屬於視訊特效濾鏡，其中包含8種可調整的影像處理項目，分別是關鍵顏色類型(Key Color Type)、相似性(Similarity)、平滑度(Smoothness)、關鍵色溢出減少(Key Color Spill Reduction)、不透明度(Opacity)、對比(Contrast)、

亮度(Brightness)、及伽瑪(Gamma)。從中發現此技術的調整項目過多，參考網路及期刊發現有許多使用者，包括課程錄製教師反映，因為參數過多所以不好做調整，為了方便使用者快速可使用，另行開發可滿足使用者處理需求的外掛軟體。其中OBS-Studio軟體套件允許額外的開發者開發適合自己攝影情境下所使用的外掛功能，並在專門的論壇網站可以找到C++、Python、Lua等三種程式語言的外掛開發方式以及教學，在過濾器方面的開發只支援C++版本，可以配合建立在OBS-Studio專案裡的DirectX (DX)及OpenGL (Open Graphics Library) API (Applica

tion Programming Interface) 做函數調用，自製的外掛軟體包含幾項處理步驟，首先將輸入影像轉換成RGB到YUV的色彩空間，然後影像通過著色器(Shader)處理產生了紋理座標且貼影像到2維平面上，也就是對紋理座標取樣到U及V軸的平面上，再來通過取樣後的文字影像邊緣有可能產生不平順的鋸齒狀，所以再將影像做卷積過濾處理，然後由計算出的色度距離(Chroma Distance)與相似性做減法處理而產生基本遮罩，而後由基本遮罩除以平滑度再限制它的值在0到1的合理範圍內而得到完全遮罩，接下來色溢出的處理是由基本遮罩除以色溢出，再將得到的值限制在合理範圍內，外掛程式最後一步才是做亮

度、對比、gamma的計算。其中的卷積處理可以替換掉不同的核心(Kernel)矩陣，進而得到效果不同的文字影像處理效果，可替換的效果有邊緣偵測(Edge detection)、銳利化(Sharpen)、平均值模糊(Box blur)、高斯模糊(Gaussian blur)。最後在影像比對方面，為了得到一個合理又有效的色彩嵌空參數值，方便導播拍攝課程，將輸入及輸出的影像採用批次的方法擷取下來，然後擷取下來的輸入影像通過MATLAB製作的影像比對程式之後，將會得到最佳的實驗結果，且分析得到使用色彩嵌空時的最優參數設定，所採用的影像比對方法為許多論文所使用的客觀比對法，基於均方誤差、峰值信噪比、結構

相似性，以上所寫到的技術及計算的詳細細節請參考本論文的內容。