轮廓提取是图像处理、计算机视觉、模式识别等领域中重要的前处理过程,在视觉匹配、运动跟踪、3D目标重建、图像识别等方面有着广泛应用。而在轮廓提取技术基础上发展起来的线描提取技术已经成为当今视频及电影后期特效制作的重要手段,是计算机视觉领域中备受关注的研究方向之一。本文结合边缘提取算法、形状匹配算法、及非线性变换算法和主动轮廓模型实现一个基于模板的、有监督的、交互式的视频轮廓及线描提取系统。该系统可以根据模板的不同,准确的在视频序列帧中提取目标物体的轮廓或线描。本文主要研究内容如下:(1)分析和比较了常用的图像边缘提取算法,详细讨论了简约图法,并通过单幅图像以及序列帧的简约图提取实验对该算法的过程进行了分析。(2)实现了Shape Tree匹配算法,并针对相邻帧间物体的形变和位移小的特点,结合Shape Tree匹配算法在形状匹配上的优势,设计了相邻帧间模板与简约图的匹配算法,通过实验对算法进行了验证并对实验结果进行了分析。(3)研究了薄板样条的基本原理,设计了基于薄板样条的相邻帧模板变换算法,通过相邻帧间的变换实验对该算法在应用中遇到的问题进行了分析。(4)针对主动轮廓模型对初始化位置比较敏感这一特点,在相邻帧间的薄板样条变换算法基础上设计了基于主动轮廓模型的轮廓平滑算法。