CN105335935A - 图像处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及图像处理装置和方法。图像处理装置包括：获取单元，用于获取包含像素的图像；分类单元，用于将像素分类为前景、背透和背景像素；背景像素块搜索单元，用于在图像中搜索具有一定尺寸的全部由背景像素组成的背景像素块并进行计数；选择单元，用于在背景像素块的数目大于或等于预定阈值的情况下，从图像中选择边界像素块，其包括至少一个目标像素和至少一个背景像素，并且尺寸与背景像素块相同，其中，目标像素仅包括背透像素，或者既包括背透像素又包括前景像素；替换像素块搜索单元，用于从背景像素块中搜索与边界像素块最相似的替换像素块；以及替换单元，用于至少将边界像素块中包括的目标像素替换为替换像素块中的相应背景像素。

Description

图像处理装置和方法

技术领域

本公开涉及图像处理的技术领域，具体地涉及用于背透去除的装置和方法。

背景技术

这个部分提供了与本公开有关的背景信息，这不一定是现有技术。

针对大部分双面扫描文档而言存在背透现象，亦即在其中一页能看到另一页的文字。背透的存在会影响到文档的可读性和自动字符识别。传统方法如中值滤波方法利用估计的背景亮度来替换检测到的背透像素。然而，由于受到噪声的干扰，扫描图像的背景并非是均一的。从而导致上述修复结果人眼看起来“不合理”或者“有人工造假的痕迹”。

发明内容

这个部分提供了本公开的一般概要，而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。

本公开的目的在于提供一种图像处理装置和图像处理方法，其能够通过采样和复制“源像素”而在背透区域重新生成新的背景，使得修复后的图像、亦即背透像素被擦除的图像能够保持图像背景的一致性，从而有利于文档的可读性和自动字符识别。

根据本公开的一方面，提供了一种图像处理装置，该装置包括：获取单元，用于获取包含像素的图像；分类单元，用于将所述图像中包含的像素分类为前景像素、背透像素和背景像素；背景像素块搜索单元，用于在所述图像中搜索具有一定尺寸的全部由背景像素组成的背景像素块，并且对所述背景像素块进行计数；选择单元，用于在所述背景像素块的数目大于或等于预定阈值的情况下，从所述图像中选择边界像素块，所述边界像素块包括至少一个目标像素和至少一个背景像素，并且具有与所述背景像素块的尺寸相同的尺寸，其中，所述目标像素仅包括背透像素，或者既包括背透像素又包括前景像素；替换像素块搜索单元，用于从所述背景像素块中搜索与所述边界像素块最相似的替换像素块；以及替换单元，用于至少将所述边界像素块中包括的目标像素替换为所述替换像素块中的相应背景像素。

根据本公开的另一方面，提供了一种图像处理方法，该方法包括：获取包含像素的图像；将所述图像中包含的像素分类为前景像素、背透像素和背景像素；在所述图像中搜索具有一定尺寸的全部由背景像素组成的背景像素块，并且对所述背景像素块进行计数；以及在所述背景像素块的数目大于或等于预定阈值的情况下，从所述图像中选择边界像素块，所述边界像素块包括至少一个目标像素和至少一个背景像素，并且具有与所述背景像素块的尺寸相同的尺寸，其中，所述目标像素仅包括背透像素，或者既包括背透像素又包括前景像素；从所述背景像素块中搜索与所述边界像素块最相似的替换像素块；以及至少将所述边界像素块中包括的目标像素替换为所述替换像素块中的相应背景像素。

根据本公开的另一方面，提供了一种程序产品，该程序产品包括存储在其中的机器可读指令代码，其中，所述指令代码当由计算机读取和执行时，能够使所述计算机执行根据本公开的图像处理方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种机器可读存储介质，其上携带有根据本公开的程序产品。

使用根据本公开的图像处理装置和方法，在图像中搜索背景像素块和边界像素块，从背景像素块中搜索与边界像素块最相似的替换像素块，然后将边界像素块中包括的目标像素替换为替换像素块中的相应背景像素。由此，根据本公开的图像处理装置和方法可以在背透区域重新生成新的背景，使得修复后的图像能够保持图像背景的一致性，从而有利于文档的可读性和自动字符识别。

从在此提供的描述中，进一步的适用性区域将会变得明显。这个概要中的描述和特定例子只是为了示意的目的，而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图只是为了所选实施例的示意的目的而非全部可能的实施，并且不旨在限制本公开的范围。在附图中：

图1为本公开的技术方案所针对的图像背透的例子的示意图；

图2为根据本公开的实施例的图像处理装置的框图；

图3为根据本公开的实施例的图像处理装置的一部分的框图；

图4为根据本公开的另一个实施例的图像处理装置的框图；

图5为根据本公开的实施例的图像处理装置的一部分的框图；

图6为根据本公开的实施例的图像处理装置的一部分的框图；

图7为根据本公开的实施例的图像处理装置中的替换像素块搜索单元的框图；

图8为根据本公开的实施例的图像处理方法的流程图；以及

图9为其中可以实现根据本公开的实施例的图像处理装置和方法的通用个人计算机的示例性结构的框图。

虽然本公开容易经受各种修改和替换形式，但是其特定实施例已作为例子在附图中示出，并且在此详细描述。然而应当理解的是，在此对特定实施例的描述并不打算将本公开限制到公开的具体形式，而是相反地，本公开目的是要覆盖落在本公开的精神和范围之内的所有修改、等效和替换。要注意的是，贯穿几个附图，相应的标号指示相应的部件。

具体实施方式

现在参考附图来更加充分地描述本公开的例子。以下描述实质上只是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或用途。

提供了示例实施例，以便本公开将会变得详尽，并且将会向本领域技术人员充分地传达其范围。阐述了众多的特定细节如特定部件、装置和方法的例子，以提供对本公开的实施例的详尽理解。对于本领域技术人员而言将会明显的是，不需要使用特定的细节，示例实施例可以用许多不同的形式来实施，它们都不应当被解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，没有详细地描述众所周知的过程、众所周知的结构和众所周知的技术。

图1示出了本公开的技术方案所针对的图像背透的例子。当例如对文档进行扫描时，通常会发生所谓的背透现象，亦即在其中一页能看到另一页的文字。如图1所示，在得到的扫描图像中，既存在由前景像素组成的正常图像1，又存在由背透像素组成的背透图像2。显然，背透像素2的存在严重影响了文档的可读性，并进而可能会影响到自动字符识别。因此，有必要去除扫描图像中的背透图像。

如上面提到的那样，传统方法如中值滤波方法利用估计的背景亮度来替换检测到的背透像素。这在扫描图像的由背景像素组成的背景图像分布均匀的情况下是适用的。如果背景图像分布并非均匀(如由于受到噪声的干扰而常常发生的那样)，则简单地利用估计的背景亮度来替换背透像素会导致修复结果人眼看起来“不合理”或者“有人工造假的痕迹”。

使用本公开的技术方案，可以在背透图像所在的区域重新生成新的背景图像，使得修复后的图像能够保持图像背景的一致性，从而有利于文档的可读性和自动字符识别。

如图2所示，根据本公开的实施例的图像处理装置200可以包括获取单元210、分类单元220、背景像素块搜索单元230、选择单元240、替换像素块搜索单元250和替换单元260。

获取单元210可以获取包含像素的图像。

接下来，分类单元220可以将图像中包含的像素分类为前景像素、背透像素和背景像素。

例如，背透像素通常要比产生它的文字的亮度高，而比背景要低。所以，双阈值的方法通常被用来进行分类检测。具体地，分类单元220可以将像素亮度高于第一给定阈值的像素分类为背景像素，将像素亮度低于第二给定阈值的像素分类为前景像素，而将像素亮度介于这两个阈值之间的像素分类为背透像素。

接下来，背景像素块搜索单元230可以在图像中搜索具有一定尺寸的全部由背景像素组成的背景像素块，并且对背景像素块进行计数。

例如，背景像素块可以由一个n×n的图像窗口构成，其中，指示窗口大小的数字n可以通过经验值来预先指定。当然，背景像素块并不一定要由方形的图像窗口构成，其也可以是矩形或其它形状，本公开对此并没有特殊限制。

在对图像搜索完毕之后，背景像素块搜索单元230可以对搜索到的全部背景像素块进行计数。搜索到的背景像素块的数目越多，随后的处理与计算量将会越大，但是修复后的图像的效果越好。另一方面，当搜索到的背景像素块的数目较少时，修复后的图像的效果将会较差。为了满足修复后的图像的一定的效果要求，有必要为背景像素块的数目设置预定阈值，该预定阈值同样可以通过经验值来确定。

在背景像素块的数目大于或等于预定阈值的情况下，选择单元240可以从图像中选择边界像素块。这里，边界像素块包括至少一个目标像素和至少一个背景像素，并且具有与背景像素块的尺寸相同的尺寸。目标像素可以仅包括背透像素，或者可以既包括背透像素又包括前景像素。

然后，替换像素块搜索单元250可以从背景像素块搜索单元230搜索到的背景像素块中搜索与选择单元240选择的边界像素块最相似的替换像素块。

最后，替换单元260可以至少将边界像素块中包括的目标像素替换为替换像素块中的相应背景像素。例如，如果是彩色图像，则可以将目标像素的R，G，B三个颜色通道的值设置为对应的背景像素的R，G，B值。

在根据本公开的实施例的图像处理装置200中，替换像素块搜索单元250从背景像素块中搜索与边界像素块最相似的替换像素块，并且替换单元260将边界像素块中包括的目标像素替换为替换像素块中的相应背景像素。由于替换像素块与边界像素块最相似，所以当使用替换像素块来替换边界像素块时，对边界像素块的视觉上的影响将会被降低到最小，使得修复后的图像能够尽量保持图像背景的一致性，从而有利于文档的可读性和自动字符识别。

为了更好地理解本公开的技术方案，下面针对本公开的图像处理装置进行更加详细地描述。

图3示出了根据本公开的实施例的图像处理装置的一部分。如图3所示，根据本公开的实施例的图像处理装置可以进一步包括背景像素块缩小单元310和搜索与计数单元320。

如上面参考图2描述的那样，背景像素块搜索单元230会对搜索到的全部背景像素块进行计数，并且在背景像素块的数目大于或等于预定阈值的情况下，选择单元240进行选择，以从图像中选择边界像素块。

另一方面，在背景像素块的数目小于预定阈值的情况下，背景像素块缩小单元310可以执行缩小步骤以缩小背景像素块的尺寸。

进一步，搜索与计数单元320可以执行搜索与计数步骤，以在图像中搜索缩小的背景像素块，并且对缩小的背景像素块进行计数。

这里，背景像素块缩小单元310和搜索与计数单元320可以连续执行缩小步骤和搜索与计数步骤，直到缩小的背景像素块的数目大于或等于预定阈值为止。

举例而言，可以首先给定初始的窗口大小，以产生候选的背景像素块。例如，初始窗口大小可以为16×16。对于每个背景像素而言，如果以它为中心的16×16窗口之内的所有像素点均为背景像素，那么这个窗口对应的图像块为一个候选的背景像素块。

然后，背景像素块搜索单元230可以统计候选的背景像素块的总个数。如果数目小于预定阈值，那么说明样本的个数不够。于是背景像素块缩小单元310可以减小当前的窗口尺寸，达到增加样本个数的目的。例如，如果当前候选的背景像素块的个数小于100，那么背景像素块缩小单元310可以将窗口的大小减小到原来的四分之一，也就是8×8。

最后，重复执行缩小步骤和搜索与计数步骤，直到候选的背景像素块的个数超过了预定阈值。最终的窗口大小n×n将会在在接下来的目标修复中利用到。

另外，本领域技术人员将会意识到的是，由于扫描图像通常具有很高的分辨率，因此目标修复过程对于大的扫描图像而言很费时。为了解决这个问题，提供了根据本公开的另一个实施例的图像处理装置。图4示出了根据本公开的另一个实施例的图像处理装置400。除了图像缩小单元410和图像恢复单元420之外，如图4所示的图像处理装置400的其它组成部分与如图2所示的图像处理装置200相同，本公开对此不再重复。

如图4所示，除了获取单元210、分类单元220、背景像素块搜索单元230、选择单元240、替换像素块搜索单元250和替换单元260之外，图像处理装置400可以进一步包括图像缩小单元410和图像恢复单元420。

在替换像素块搜索单元250从背景像素块中搜索替换像素块之前，图像缩小单元410可以缩小图像的尺寸。例如，对300dpi的扫描图像，首先图像缩小单元410可以利用双线性插值的方法将3540*2480的原始图像缩小到354*248，然后再进行下面的修复操作。

在替换单元260至少将边界像素块中包括的目标像素替换为替换像素块中的相应背景像素之后，图像恢复单元420可以将图像恢复到原始尺寸。

使用如图4所示的图像处理装置400，可以在扫描图像具有很高的分辨率的情况下减少目标修复过程所花费的时间。

图5示出了根据本公开的实施例的图像处理装置的一部分。如图5所示，根据本公开的实施例的图像处理装置可以进一步包括更新单元510、更新替换像素块搜索单元520和更新替换单元530。

如上面参考图2描述的那样，替换单元260可以至少将边界像素块中包括的目标像素替换为替换像素块中的相应背景像素。在替换完成之后，如果图像中不再存在目标像素，则目标修复过程完成。

另一方面，如果图像中仍然存在目标像素，则更新单元510可以执行更新步骤以更新目标像素和边界像素块。

接下来，更新替换像素块搜索单元520可以针对更新后的边界像素块执行搜索步骤，以从背景像素块中搜索与更新后的边界像素块最相似的更新替换像素块。

接下来，更新替换单元530可以执行替换步骤，以至少将更新后的边界像素块中包括的目标像素替换为更新替换像素块中的相应背景像素。

这里，更新单元510、更新替换像素块搜索单元520和更新替换单元530可以连续执行更新步骤、搜索步骤和替换步骤，直到图像中不再存在目标像素为止。这样一来就完成了目标修复过程(如果目标像素仅包括背透像素的话)。

另一方面，如果目标像素既包括背透像素又包括前景像素，则根据本公开的实施例的图像处理装置可以进一步包括复制单元(未示出)，该复制单元可以将前景像素复制到图像中，以获得输出图像。换言之，当图像中不再存在目标像素而仅存在背景像素时，复制单元可以将前景像素复制到图像中，从而完成目标修复过程。

另外，如果如图2所示的替换像素块搜索单元230从全部的背景像素块中来搜索替换像素块，则在背景像素块的数目较大的情况下，搜索过程可能比较费时。为此，图6示出了根据本公开的实施例的图像处理装置的一部分。如图6所示，根据本公开的实施例的图像处理装置可以进一步包括背景像素块搜索单元610、边界像素平均强度计算单元620、背景像素块平均强度计算单元630、距离计算与排序单元640和保留单元650。

在如图2所示的替换像素块搜索单元250从背景像素块中搜索替换像素块之前，边界像素搜索单元610可以搜索边界像素。例如，对于一个目标像素而言，如果它的四领域像素中有至少一个是背景像素，那么该目标像素属于边界像素。

接下来，基于边界像素及其附近像素的像素值，边界像素平均强度计算单元620可以计算边界像素的平均强度。

另外，基于背景像素块中的每个像素的像素值，背景像素块平均强度计算单元630可以计算背景像素块的平均强度。

然后，距离计算与排序单元640可以计算边界像素的平均强度和背景像素块的平均强度之间的距离，并且按照计算的距离对背景像素块进行排序。

最后，保留单元650可以保留预定数目的具有较小的距离的背景像素块，以便仅从保留的背景像素块中搜索替换像素块。

举例而言，如果背景像素块的数目总共有1000个，则保留单元650可以仅保留100个具有较小的距离的背景像素块，以用于从中搜索替换像素块。这样一来，既可以保持修复后的质量，又可以减少搜索过程所花费的时间。

根据本公开的优选实施例，如图2所示的选择单元240可以按照任意顺序来从图像中选择边界像素块。在如图5所示的更新单元510、更新替换像素块搜索单元520和更新替换单元530连续执行更新步骤、搜索步骤和替换步骤期间，选择单元240可以在图像中从上往下、从左到右或者从外到内(所谓的“洋葱圈”方法)来选择边界像素块以进行替换。

图7为根据本公开的实施例的图像处理装置中的替换像素块搜索单元700的框图。图7所示的替换像素块搜索单元700对应于图2所示的替换像素块搜索单元250。

替换像素块搜索单元700可以包括距离计算单元710和替换像素块选择单元720。

距离计算单元710可以计算背景像素块中的每一个与边界像素块之间的SSD(SumSquareddistance，距离平方和)距离。SSD距离的计算方法在本领域中是众所周知的，本公开对此不再加以详述。

然后，替换像素块选择单元720可以选择具有最小SSD距离的背景像素块作为替换像素块。如此选择的替换像素块可以被认为是与边界像素块最相似的背景像素块。

下面结合图8来描述根据本公开的实施例的图像处理方法。如图8所示，根据本公开的实施例的图像处理方法开始于步骤S110。在步骤S110中，获取包含像素的图像。

接下来，在步骤S120中，将图像中包含的像素分类为前景像素、背透像素和背景像素。

接下来，在步骤S130中，在图像中搜索具有一定尺寸的全部由背景像素组成的背景像素块，并且对背景像素块进行计数。

接下来，在步骤S140中，确定背景像素块的数目是否大于或等于预定阈值。

在确定背景像素块的数目大于或等于预定阈值的情况下(在步骤S140中为是)，过程前进到步骤S150。在步骤S150中，从图像中选择边界像素块。这里，边界像素块包括至少一个目标像素和至少一个背景像素，并且具有与背景像素块的尺寸相同的尺寸。其中，目标像素仅包括背透像素，或者既包括背透像素又包括前景像素。

接下来，在步骤S160中，从背景像素块中搜索与边界像素块最相似的替换像素块。

接下来，在步骤S170中，至少将边界像素块中包括的目标像素替换为替换像素块中的相应背景像素。在这之后，过程结束。

另一方面，在确定背景像素块的数目小于预定阈值的情况下(在步骤S140中为否)，过程前进到步骤S180。在步骤S180中，执行缩小步骤以缩小背景像素块的尺寸。

接下来，在步骤S190中，执行搜索与计数步骤，以在图像中搜索缩小的背景像素块，并且对缩小的背景像素块进行计数。在这之后，过程返回到步骤S140。

过程可以连续执行步骤S140、S180和S190，直到缩小的背景像素块的数目大于或等于预定阈值为止。

根据本公开的实施例，在从背景像素块中搜索替换像素块之前，可以缩小图像的尺寸。并且，在至少将边界像素块中包括的目标像素替换为替换像素块中的相应背景像素之后，可以将图像恢复到原始尺寸。

根据本公开的实施例，可以执行更新步骤以更新目标像素和边界像素块。接下来，针对更新后的边界像素块可以执行搜索步骤，以从背景像素块中搜索与更新后的边界像素块最相似的更新替换像素块。接下来，可以执行替换步骤，以至少将更新后的边界像素块中包括的目标像素替换为更新替换像素块中的相应背景像素。这里，可以连续执行更新步骤、搜索步骤和替换步骤，直到图像中不再存在目标像素为止。

根据本公开的实施例，在目标像素既包括背透像素又包括前景像素的情况下，可以将前景像素复制到图像中，以获得输出图像。

根据本公开的实施例，在从背景像素块中搜索替换像素块之前，可以搜索边界像素。接下来，可以基于边界像素及其附近像素的像素值计算边界像素的平均强度。然后，可以基于背景像素块中的每个像素的像素值计算背景像素块的平均强度。接下来，可以计算边界像素的平均强度和背景像素块的平均强度之间的距离，并且按照计算出的距离对背景像素块进行排序。接下来，可以保留预定数目的具有较小的距离的背景像素块，以便仅从保留的背景像素块中搜索替换像素块。

根据本公开的实施例，可以按照任意顺序来从图像中选择边界像素块。

根据本公开的实施例，在步骤S160中从背景像素块中搜索与边界像素块最相似的替换像素块可以包括：计算背景像素块中的每一个与边界像素块之间的SSD距离；以及选择具有最小SSD距离的背景像素块作为替换像素块。

根据本公开的实施例的图像处理方法的上述步骤的各种具体实施方式前面已经作过详细描述，在此不再重复说明。

显然，根据本公开的图像处理方法的各个操作过程可以以存储在各种机器可读的存储介质中的计算机可执行程序的方式实现。

而且，本公开的目的也可以通过下述方式实现：将存储有上述可执行程序代码的存储介质直接或者间接地提供给系统或设备，并且该系统或设备中的计算机或者中央处理单元(CPU)读出并执行上述程序代码。此时，只要该系统或者设备具有执行程序的功能，则本公开的实施方式不局限于程序，并且该程序也可以是任意的形式，例如，目标程序、解释器执行的程序或者提供给操作系统的脚本程序等。

上述这些机器可读存储介质包括但不限于：各种存储器和存储单元，半导体设备，磁盘单元例如光、磁和磁光盘，以及其它适于存储信息的介质等。

另外，计算机通过连接到因特网上的相应网站，并且将依据本公开的计算机程序代码下载和安装到计算机中然后执行该程序，也可以实现本公开的技术方案。

图9为其中可以实现根据本公开的实施例的图像处理装置和方法的通用个人计算机的示例性结构的框图。

如图9所示，CPU1301根据只读存储器(ROM)1302中存储的程序或从存储部分1308加载到随机存取存储器(RAM)1303的程序执行各种处理。在RAM1303中，也根据需要存储当CPU1301执行各种处理等等时所需的数据。CPU1301、ROM1302和RAM1303经由总线1304彼此连接。输入/输出接口1305也连接到总线1304。

下述部件连接到输入/输出接口1305：输入部分1306(包括键盘、鼠标等等)、输出部分1307(包括显示器，比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等，以及扬声器等)、存储部分1308(包括硬盘等)、通信部分1309(包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等)。通信部分1309经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器1310也可连接到输入/输出接口1305。可拆卸介质1311比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1310上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1308中。

在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可拆卸介质1311安装构成软件的程序。

本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图9所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质1311。可拆卸介质1311的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM1302、存储部分1308中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。

在本公开的系统和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

以上虽然结合附图详细描述了本公开的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本公开，而并不构成对本公开的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本公开的实质和范围。因此，本公开的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

关于包括以上实施例的实施方式，还公开下述的附记：

附记1.一种图像处理装置，包括：

获取单元，用于获取包含像素的图像；

分类单元，用于将所述图像中包含的像素分类为前景像素、背透像素和背景像素；

背景像素块搜索单元，用于在所述图像中搜索具有一定尺寸的全部由背景像素组成的背景像素块，并且对所述背景像素块进行计数；

选择单元，用于在所述背景像素块的数目大于或等于预定阈值的情况下，从所述图像中选择边界像素块，所述边界像素块包括至少一个目标像素和至少一个背景像素，并且具有与所述背景像素块的尺寸相同的尺寸，其中，所述目标像素仅包括背透像素，或者既包括背透像素又包括前景像素；

替换像素块搜索单元，用于从所述背景像素块中搜索与所述边界像素块最相似的替换像素块；以及

替换单元，用于至少将所述边界像素块中包括的目标像素替换为所述替换像素块中的相应背景像素。

附记2.根据附记1所述的装置，进一步包括：

背景像素块缩小单元，用于在所述背景像素块的数目小于所述预定阈值的情况下，执行缩小步骤以缩小所述背景像素块的尺寸；以及

搜索与计数单元，用于执行搜索与计数步骤，以在所述图像中搜索缩小的背景像素块，并且对缩小的背景像素块进行计数，

其中，所述背景像素块缩小单元和所述搜索与计数单元连续执行所述缩小步骤和所述搜索与计数步骤，直到缩小的背景像素块的数目大于或等于所述预定阈值为止。

附记3.根据附记1所述的装置，进一步包括：

图像缩小单元，用于在所述替换像素块搜索单元从所述背景像素块中搜索所述替换像素块之前，缩小所述图像的尺寸；以及

图像恢复单元，用于在所述替换单元至少将所述边界像素块中包括的目标像素替换为所述替换像素块中的相应背景像素之后，将所述图像恢复到原始尺寸。

附记4.根据附记1所述的装置，进一步包括：

更新单元，用于执行更新步骤以更新所述目标像素和所述边界像素块；

更新替换像素块搜索单元，用于针对更新后的边界像素块执行搜索步骤，以从所述背景像素块中搜索与更新后的边界像素块最相似的更新替换像素块；以及

更新替换单元，用于执行替换步骤，以至少将更新后的边界像素块中包括的目标像素替换为所述更新替换像素块中的相应背景像素，

其中，所述更新单元、所述更新替换像素块搜索单元和所述更新替换单元连续执行所述更新步骤、所述搜索步骤和所述替换步骤，直到所述图像中不再存在目标像素为止。

附记5.根据附记4所述的装置，进一步包括：

复制单元，用于在所述目标像素既包括背透像素又包括前景像素的情况下，将所述前景像素复制到所述图像中，以获得输出图像。

附记6.根据附记1所述的装置，进一步包括：

边界像素搜索单元，用于在所述替换像素块搜索单元从所述背景像素块中搜索所述替换像素块之前搜索边界像素；

边界像素平均强度计算单元，用于基于所述边界像素及其附近像素的像素值计算所述边界像素的平均强度；

背景像素块平均强度计算单元，用于基于所述背景像素块中的每个像素的像素值计算所述背景像素块的平均强度；

距离计算与排序单元，用于计算所述边界像素的平均强度和所述背景像素块的平均强度之间的距离，并且按照所述距离对所述背景像素块进行排序；以及

保留单元，用于保留预定数目的具有较小的所述距离的背景像素块，以便仅从保留的背景像素块中搜索所述替换像素块。

附记7.根据附记1所述的装置，其中，所述选择单元按照任意顺序来从所述图像中选择所述边界像素块。

附记8.根据附记1所述的装置，其中，所述替换像素块搜索单元包括：

距离计算单元，用于计算所述背景像素块中的每一个与所述边界像素块之间的距离平方和(SSD)距离；以及

替换像素块选择单元，用于选择具有最小距离平方和(SSD)距离的背景像素块作为所述替换像素块。

附记9.一种图像处理方法，包括：

获取包含像素的图像；

将所述图像中包含的像素分类为前景像素、背透像素和背景像素；

在所述图像中搜索具有一定尺寸的全部由背景像素组成的背景像素块，并且对所述背景像素块进行计数；以及

在所述背景像素块的数目大于或等于预定阈值的情况下，

从所述图像中选择边界像素块，所述边界像素块包括至少一个目标像素和至少一个背景像素，并且具有与所述背景像素块的尺寸相同的尺寸，其中，所述目标像素仅包括背透像素，或者既包括背透像素又包括前景像素；

从所述背景像素块中搜索与所述边界像素块最相似的替换像素块；以及

至少将所述边界像素块中包括的目标像素替换为所述替换像素块中的相应背景像素。

附记10.根据附记9所述的方法，其中，在所述背景像素块的数目小于所述预定阈值的情况下，所述方法进一步包括：

执行缩小步骤以缩小所述背景像素块的尺寸；以及

执行搜索与计数步骤，以在所述图像中搜索缩小的背景像素块，并且对缩小的背景像素块进行计数，

其中，所述方法连续执行所述缩小步骤和所述搜索与计数步骤，直到缩小的背景像素块的数目大于或等于所述预定阈值为止。

附记11.根据附记9所述的方法，其中，在从所述背景像素块中搜索所述替换像素块之前，所述方法进一步包括缩小所述图像的尺寸，并且，

其中，在至少将所述边界像素块中包括的目标像素替换为所述替换像素块中的相应背景像素之后，所述方法进一步包括将所述图像恢复到原始尺寸。

附记12.根据附记9所述的方法，进一步包括：

执行更新步骤以更新所述目标像素和所述边界像素块；

针对更新后的边界像素块执行搜索步骤，以从所述背景像素块中搜索与更新后的边界像素块最相似的更新替换像素块；以及

执行替换步骤，以至少将更新后的边界像素块中包括的目标像素替换为所述更新替换像素块中的相应背景像素，

其中，所述方法连续执行所述更新步骤、所述搜索步骤和所述替换步骤，直到所述图像中不再存在目标像素为止。

附记13.根据附记12所述的方法，其中，在所述目标像素既包括背透像素又包括前景像素的情况下，所述方法进一步包括：

将所述前景像素复制到所述图像中，以获得输出图像。

附记14.根据附记9所述的方法，其中，在从所述背景像素块中搜索所述替换像素块之前，所述方法进一步包括：

搜索边界像素；

基于所述边界像素及其附近像素的像素值计算所述边界像素的平均强度；

基于所述背景像素块中的每个像素的像素值计算所述背景像素块的平均强度；

计算所述边界像素的平均强度和所述背景像素块的平均强度之间的距离，并且按照所述距离对所述背景像素块进行排序；以及

保留预定数目的具有较小的所述距离的背景像素块，以便仅从保留的背景像素块中搜索所述替换像素块。

附记15.根据附记9所述的方法，其中，按照任意顺序来从所述图像中选择所述边界像素块。

附记16.根据附记9所述的方法，其中，从所述背景像素块中搜索与所述边界像素块最相似的替换像素块包括：

计算所述背景像素块中的每一个与所述边界像素块之间的距离平方和(SSD)距离；以及

选择具有最小距离平方和(SSD)距离的背景像素块作为所述替换像素块。

附记17.一种程序产品，包括存储在其中的机器可读指令代码，其中，所述指令代码当由计算机读取和执行时，能够使所述计算机执行根据附记9-16中任何一项所述的方法。

Claims (10)

1.一种图像处理装置，包括：

获取单元，用于获取包含像素的图像；

分类单元，用于将所述图像中包含的像素分类为前景像素、背透像素和背景像素；

背景像素块搜索单元，用于在所述图像中搜索具有一定尺寸的全部由背景像素组成的背景像素块，并且对所述背景像素块进行计数；

选择单元，用于在所述背景像素块的数目大于或等于预定阈值的情况下，从所述图像中选择边界像素块，所述边界像素块包括至少一个目标像素和至少一个背景像素，并且具有与所述背景像素块的尺寸相同的尺寸，其中，所述目标像素仅包括背透像素，或者既包括背透像素又包括前景像素；

替换像素块搜索单元，用于从所述背景像素块中搜索与所述边界像素块最相似的替换像素块；以及

替换单元，用于至少将所述边界像素块中包括的目标像素替换为所述替换像素块中的相应背景像素。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

背景像素块缩小单元，用于在所述背景像素块的数目小于所述预定阈值的情况下，执行缩小步骤以缩小所述背景像素块的尺寸；以及

搜索与计数单元，用于执行搜索与计数步骤，以在所述图像中搜索缩小的背景像素块，并且对缩小的背景像素块进行计数，

其中，所述背景像素块缩小单元和所述搜索与计数单元连续执行所述缩小步骤和所述搜索与计数步骤，直到缩小的背景像素块的数目大于或等于所述预定阈值为止。

3.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

图像缩小单元，用于在所述替换像素块搜索单元从所述背景像素块中搜索所述替换像素块之前，缩小所述图像的尺寸；以及

图像恢复单元，用于在所述替换单元至少将所述边界像素块中包括的目标像素替换为所述替换像素块中的相应背景像素之后，将所述图像恢复到原始尺寸。

4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

更新单元，用于执行更新步骤以更新所述目标像素和所述边界像素块；

更新替换像素块搜索单元，用于针对更新后的边界像素块执行搜索步骤，以从所述背景像素块中搜索与更新后的边界像素块最相似的更新替换像素块；以及

更新替换单元，用于执行替换步骤，以至少将更新后的边界像素块中包括的目标像素替换为所述更新替换像素块中的相应背景像素，

其中，所述更新单元、所述更新替换像素块搜索单元和所述更新替换单元连续执行所述更新步骤、所述搜索步骤和所述替换步骤，直到所述图像中不再存在目标像素为止。

5.根据权利要求4所述的装置，进一步包括：

复制单元，用于在所述目标像素既包括背透像素又包括前景像素的情况下，将所述前景像素复制到所述图像中，以获得输出图像。

6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

边界像素搜索单元，用于在所述替换像素块搜索单元从所述背景像素块中搜索所述替换像素块之前搜索边界像素；

边界像素平均强度计算单元，用于基于所述边界像素及其附近像素的像素值计算所述边界像素的平均强度；

背景像素块平均强度计算单元，用于基于所述背景像素块中的每个像素的像素值计算所述背景像素块的平均强度；

距离计算与排序单元，用于计算所述边界像素的平均强度和所述背景像素块的平均强度之间的距离，并且按照所述距离对所述背景像素块进行排序；以及

保留单元，用于保留预定数目的具有较小的所述距离的背景像素块，以便仅从保留的背景像素块中搜索所述替换像素块。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述选择单元按照任意顺序来从所述图像中选择所述边界像素块。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述替换像素块搜索单元包括：

距离计算单元，用于计算所述背景像素块中的每一个与所述边界像素块之间的距离平方和(SSD)距离；以及

替换像素块选择单元，用于选择具有最小距离平方和(SSD)距离的背景像素块作为所述替换像素块。

9.一种图像处理方法，包括：

获取包含像素的图像；

将所述图像中包含的像素分类为前景像素、背透像素和背景像素；

在所述图像中搜索具有一定尺寸的全部由背景像素组成的背景像素块，并且对所述背景像素块进行计数；以及

在所述背景像素块的数目大于或等于预定阈值的情况下，

从所述图像中选择边界像素块，所述边界像素块包括至少一个目标像素和至少一个背景像素，并且具有与所述背景像素块的尺寸相同的尺寸，其中，所述目标像素仅包括背透像素，或者既包括背透像素又包括前景像素；

从所述背景像素块中搜索与所述边界像素块最相似的替换像素块；以及

至少将所述边界像素块中包括的目标像素替换为所述替换像素块中的相应背景像素。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述背景像素块的数目小于所述预定阈值的情况下，所述方法进一步包括：

执行缩小步骤以缩小所述背景像素块的尺寸；以及

执行搜索与计数步骤，以在所述图像中搜索缩小的背景像素块，并且对缩小的背景像素块进行计数，

其中，所述方法连续执行所述缩小步骤和所述搜索与计数步骤，直到缩小的背景像素块的数目大于或等于所述预定阈值为止。