得所述图像的背景亮度图。
[0105] 附记2.根据附记1所述的装置，还包括：
[0106] 下采样单元，被配置为对所述亮度提取单元获得的亮度图进行下采样；以及
[0107] 上采样单元，被配置为对所述插值单元获得的所述背景亮度图进行上采样。
[0108] 附记3.根据附记1或2所述的装置，其中，所述分离单元包括：
[0109] 背景部分提取模块，被配置为提取所述亮度图中作为背景的部分；以及
[0110] 填充模块，被配置为使用前景周围的背景部分的像素的值来对所述前景进行一定 程度的填充，并将填充后获得的亮度图作为所述初始背景亮度图。
[0111] 附记4.根据附记3所述的装置，其中，所述背景部分提取模块包括：
[0112] 转换部，被配置为将所述亮度图转换为梯度图并进行二值化；以及
[0113] 标记部，被配置为将具有最大尺寸的白色的连通部件以及与其平均亮度差别在一 定范围内的其他的白色连通部件标记为背景部分。
[0114] 附记5.根据附记1或2所述的装置，其中，所述顶部和底部亮度获取单元被配置 为采用基于已有数据的多项式拟合来对所述顶部亮度和/或底部亮度中缺失的部分进行 补充。
[0115] 附记6.根据附记5所述的装置，其中，所述顶部和底部亮度获取单元还被配置为 基于Lambertian反射模型来计算所述顶部亮度和/或底部亮度中缺失的部分的估算亮度 并且将与该估算亮度相关的值作为已有数据的一部分，来对所述顶部亮度和/或底部亮度 中缺失的部分进行补充。
[0116] 附记7.根据附记6所述的装置，其中，与所述估算亮度相关的值为所述估算亮度 沿与顶部和底部的边平行的方向的导数。
[0117] 附记8.根据附记5所述的装置，其中所述顶部和底部亮度获取单元被配置为采用 最小二乘法来进行多项式拟合。
[0118] 附记9.根据附记1或2所述的装置，其中，所述顶部和底部亮度获取单元被配置 为采用基于已有数据的线性插值来对所述顶部亮度和/或底部亮度中缺失的部分进行补 充。
[0119] 附记10.根据附记3所述的装置，其中，所述顶部和底部亮度获取单元还被配置为 在所述背景部分提取模块提取的背景部分的平均亮度低于一定阈值的情况下，将所述顶部 亮度和底部亮度均设置为所述亮度图中对应列的最大亮度值。
[0120] 附记11.根据附记1或2所述的装置，其中，所述图像为彩色图像，所述亮度提取 单元被配置为将所述彩色图像转换到YUV彩色空间并将所述Y图像作为所述亮度图。
[0121] 附记12.根据附记1或2所述的装置，其中，所述图像为灰度图像且所述亮度值为 灰度值。
[0122] 附记13. -种去除图像中的阴影的去阴影装置，包括根据附记1至12中的任意一 项所述的装置，所述去阴影装置还包括：
[0123] 消除单元，被配置为从所述亮度图中去除所述背景亮度图的影响。
[0124] 附记14.根据附记13所述的装置，其中，所述消除单元被配置为将所述亮度图中 的值与所述背景亮度图中的值相除，并且乘以预定系数以调节整体亮度。
[0125] 附记15. -种扫描仪或数码相机，包括根据附记13或14所述的去阴影装置。
[0126] 附记16. -种用于提取图像的背景亮度图的方法，包括：
[0127] 提取所述图像中各处的亮度值以获得亮度图；
[0128] 基于所述亮度图将所述图像的背景和前景分离，以获得初始背景亮度图；
[0129] 提取所述初始背景亮度图中的最上一行和最下一行的值分别作为顶部亮度和底 部亮度，并且在所述顶部亮度和/或底部亮度存在部分缺失的情况下，分别利用所述顶部 亮度和/或底部亮度中的已有数据对缺失的部分进行补充以获得完整的顶部亮度和底部 亮度；以及
[0130] 基于所获得的完整的顶部亮度和底部亮度对整幅图像进行插值，以获得所述图像 的背景亮度图。
[0131] 附记17.根据附记16所述的方法，其中，采用基于已有数据的多项式拟合来对所 述顶部亮度和/或底部亮度中缺失的部分进行补充。
[0132] 附记18.根据附记17所述的方法，其中，基于Lambertian反射模型来计算所述顶 部亮度和/或底部亮度中缺失的部分的估算亮度并且将与该估算亮度相关的值作为已有 数据的一部分，来对所述顶部亮度和/或底部亮度中缺失的部分进行补充。
[0133] 附记19.根据附记18所述的方法，其中，与所述估算亮度相关的值为所述估算亮 度沿与顶部和底部的边平行的方向的导数。
[0134] 附记20. -种去除图像中的阴影的去阴影方法，包括根据附记16至19中的任意 一项所述的方法，所述去阴影方法还包括：
[0135] 从所述亮度图中去除所述背景亮度图的影响。
【主权项】
1. 一种用于提取图像的背景亮度图的装置，包括： 亮度提取单元，被配置为提取所述图像中各处的亮度值以获得亮度图； 分离单元，被配置为基于所述亮度图将所述图像的背景和前景分离，以获得初始背景 亮度图； 顶部和底部亮度获取单元，被配置为提取所述初始背景亮度图中的最上一行和最下一 行的值分别作为顶部亮度和底部亮度，并且在所述顶部亮度和/或底部亮度存在部分缺失 的情况下，分别利用所述顶部亮度和/或底部亮度中的已有数据对缺失的部分进行补充以 获得完整的顶部亮度和底部亮度；以及 插值单元，被配置为基于所述顶部和底部亮度获取单元获得的完整的顶部亮度和底部 亮度对整幅图像进行插值，以获得所述图像的背景亮度图。2. 根据权利要求1所述的装置，还包括： 下采样单元，被配置为对所述亮度提取单元获得的亮度图进行下采样；以及 上采样单元，被配置为对所述插值单元获得的所述背景亮度图进行上采样。3. 根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述分离单元包括： 背景部分提取模块，被配置为提取所述亮度图中作为背景的部分；以及 填充模块，被配置为使用前景周围的背景部分的像素的值来对所述前景进行一定程度 的填充，并将填充后获得的亮度图作为所述初始背景亮度图。4. 根据权利要求3所述的装置，其中，所述背景部分提取模块包括： 转换部，被配置为将所述亮度图转换为梯度图并进行二值化；以及 标记部，被配置为将具有最大尺寸的白色的连通部件以及与其平均亮度差别在一定范 围内的其他的白色连通部件标记为背景部分。5. 根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述顶部和底部亮度获取单元被配置为采用 基于已有数据的多项式拟合来对所述顶部亮度和/或底部亮度中缺失的部分进行补充。6. 根据权利要求5所述的装置，其中，所述顶部和底部亮度获取单元还被配置为基于 Lambertian反射模型来计算所述顶部亮度和/或底部亮度中缺失的部分的估算亮度并且 将与该估算亮度相关的值作为已有数据的一部分，来对所述顶部亮度和/或底部亮度中缺 失的部分进行补充。7. 根据权利要求6所述的装置，其中，与所述估算亮度相关的值为所述估算亮度沿与 顶部和底部的边平行的方向的导数。8. 根据权利要求3所述的装置，其中，所述顶部和底部亮度获取单元还被配置为在所 述背景部分提取模块提取的背景部分的平均亮度低于一定阈值的情况下，将所述顶部亮度 和底部亮度均设置为所述亮度图中对应列的最大亮度值。9. 一种去除图像中的阴影的去阴影装置，包括根据权利要求1至8中的任意一项所述 的装置，所述去阴影装置还包括： 消除单元，被配置为从所述亮度图中去除所述背景亮度图的影响。10. -种扫描仪或数码相机，包括根据权利要求9所述的去阴影装置。
【专利摘要】本公开涉及一种用于提取图像的背景亮度图的装置和方法以及去除图像中的阴影的去阴影装置和方法，该装置包括：亮度提取单元，被配置为提取图像中各处的亮度值以获得亮度图；分离单元，被配置为基于亮度图将图像的背景和前景分离，以获得初始背景亮度图；顶部和底部亮度获取单元，被配置为提取初始背景亮度图的顶部亮度和底部亮度，并且在顶部亮度和/或底部亮度存在部分缺失的情况下，分别利用顶部亮度和/或底部亮度中的已有数据对缺失的部分进行补充以获得完整的顶部亮度和底部亮度；以及插值单元，被配置为基于顶部和底部亮度获取单元获得的完整的顶部亮度和底部亮度对整幅图像进行插值，以获得图像的背景亮度图。
【IPC分类】G06T5/00, G06T7/00
【公开号】CN105335953
【申请号】CN201410320078
【发明人】郑赟, 范伟, 孙俊
【申请人】富士通株式会社
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年7月7日
【公告号】US9204011