图像平滑方法和图像平滑装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理领域，具体涉及对表示前景或背景的图像进行数据填充以使图像平滑的方法和装置。
【背景技术】
[0002]在有些图像处理过程中，有些图像(例如，文档图像)被分为三层图像，即前景图像、背景图像和掩模图像。然后，可以分别基于这三层图像的特性来对这三层图像进行处理，从而实现更好的处理效果。
[0003]然而，背景图像和前景图像往往不是光滑图像。例如，背景图像可能不仅包含背景的图像像素，而在背景图像中前景像素位置则包含空白像素。相反，前景图像可能不仅包含前景的图像像素，而在前景图像中背景像素位置则包含空白像素。有些时候，例如，为改进数据压缩效果，需要修改背景图像和/或背景层图像中空白像素的值(也称为填充)以获得平滑的背景图像和平滑的前景图像。
[0004]传统上，通常通过利用空白像素区域附近的像素的平均值，在像素域中直接执行图像填充。通过这种方法得到的填充图像不够平滑。
[0005]此外，已知基于离散余弦变换(DCT)和小波变换(wavelet transform)的方法,其执行离散余弦变换和小波变换并在频域中填充图像。这种方法通常很慢，并且量化参数会影响填充质量。
[0006]因此，期望提出一种能够解决上述问题的技术。
【发明内容】
[0007]在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0008]本发明的一个主要目的在于，提供一种对表示前景或背景的图像进行数据填充以使图像平滑的方法和装置。
[0009]根据本发明的一个方面，提供了一种对表示前景或背景的图像进行数据填充以使图像平滑的方法，包括:划分步骤，以特定粒度将图像划分成多个块；填充步骤，针对多个块中包含空白像素和非空白像素的块，将块的空白像素的值修改为基于非空白像素的值获得的值，从而获得填充后的块；平滑步骤，对填充后的块的像素矩阵进行奇异值分解来获得像素值被平滑的块，其中像素值被平滑的块的像素矩阵的值被计算为所获得的奇异值、左奇异向量和右奇异向量的转置的乘积；以及重构步骤，对于像素值被平滑的块中每个非空白像素，将非空白像素的值恢复为在填充步骤之前非空白像素的初始值，从而获得重构后的块。
[0010]根据本发明的另一个方面，提供了一种对表示前景或背景的图像进行数据填充以使图像平滑的装置，包括:划分部，用于以特定粒度将图像划分成多个块；填充部，用于针对多个块中包含空白像素和非空白像素的块，将块的空白像素的值修改为基于非空白像素的值获得的值，从而获得填充后的块；平滑部，用于对填充后的块的像素矩阵进行奇异值分解来获得像素值被平滑的块，其中像素值被平滑的块的像素矩阵的值被计算为所获得的奇异值、左奇异向量和右奇异向量的转置的乘积；重构部，用于对于像素值被平滑的块中每个非空白像素，将非空白像素的值恢复为在填充部进行填充之前非空白像素的初始值，从而获得重构后的块；以及控制部，用于控制划分部、填充部、平滑部和重构部执行操作。
[0011]另外，本发明的实施例还提供了用于实现上述方法的计算机程序。
[0012]此外，本发明的实施例还提供了至少计算机可读介质形式的计算机程序产品，其上记录有用于实现上述方法的计算机程序代码。
[0013]通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。
【附图说明】
[0014]参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。
[0015]图1是示出根据本发明的实施例的图像平滑方法的流程图；
[0016]图2是示出以特定粒度划分得到的多个块的示例的图；
[0017]图3是示出根据本发明的实施例的以特定粒度的整数倍来执行图像平滑的方法的流程图；
[0018]图4是示出以特定粒度的整数倍划分得到的多个块的示例的图；
[0019]图5是示出根据本发明的一个实施例的图像平滑装置的配置框图；
[0020]图6是示出根据本发明的另一个实施例的图像平滑装置的配置框图；
[0021]图7是示出根据本发明的又一个实施例的图像平滑装置的配置框图；以及
[0022]图8是示出可以用于实施本发明的图像平滑方法和图像平滑装置的计算设备的举例的结构图。
【具体实施方式】
[0023]下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0024]图1是示出根据本发明的实施例的图像平滑方法100的流程图。
[0025]在图1所示的方法中，对表示前景或背景的图像进行数据填充以使图像平滑。其中，表示前景的图像指的是前景层图像，表示背景的图像指的是背景层图像。
[0026]如图1所示，在步骤S102中，以特定粒度将图像划分成多个块。
[0027]例如，特定粒度可以是4X4像素，这样划分得到的每个块的大小为4X4像素。但是容易理解到，4X4像素仅是不例，根据需要特定粒度可以是其他尺寸的，例如，8X8像素。
[0028]图2是示出以特定粒度划分得到的多个块的示例的图，其中，每个块包括若干个像素。其中，划分得到的多个块既包括空白块，又包括非完全空白块(即，包含空白像素和非空白像素的块)。在空白块中，所有像素都是空白，而在非完全空白块中，存在非空白像素也存在空白像素。尽管在图2中未示出，但是应当理解到，还可能存在这样的块，在该块中，只存在非空白像素，这样的块不需要被填充数据。
[0029]以背景层图像为例，背景层图像仅包含背景的图像像素，而在背景层图像中前景像素位置是空白像素。在这种情况下，在背景像素位置与前景像素位置交界的位置处可能存在非完全空白块，而在背景像素位置处可能存在非空白块，而在前景像素位置处可能存在空白块。
[0030]类似地，前景层图像仅包含前景的图像像素，而在前景层图像中背景像素位置是空白像素。在这种情况下，在前景像素位置与背景像素位置交界的位置处可能存在非完全空白块，而在前景像素位置处可能存在非空白块，而在背景像素位置处可能存在空白块。
[0031]在步骤S104中，针对在步骤S102中划分得到的多个块中包含空白像素和非空白像素的块，即非完全空白块，将该块的空白像素的值修改为基于非空白像素的值获得的值，从而获得填充后的块。基于非空白像素的值获得的值例如可以是非空白像素的平均值。但是应当理解到，基于非空白像素的值获得的值不限于平均值，而可以是非空白像素的值和非空白像素的位置的函数。
[0032]在步骤S106中，对在步骤S104中获得的填充后的块的像素矩阵进行奇异值分解来获得像素值被平滑的块，其中像素值被平滑的块的像素矩阵的值被计算为所获得的奇异值S、左奇异向量U和右奇异向量V的转置的乘积。
[0033]具体而言，假设与填充后的块对应的像素值矩阵为B。左奇异向量u可以被计算为:
[0034]假设T=B*B’，
[0035]对于i=l:3
[0036]u=T *u/norm (u)
[0037]结束
[0038]其中，B’表示B的转置。i=l:3表示循环次数为3，但是循环次数不限于此，根据需要可以设置其他的循环次数。normOi)表示左奇异向量u的模。在进行循环时，u的初值是随机的。
[0039]奇异值s可以被计算为:
[0040]s=sqrt ((T*u) (O) /u (O))
[0041]其中，sqrt()表示平方根函数。“O”表示相应矩阵的第一个元素。