CN106981044B - 一种图像虚化方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种图像虚化方法及系统，该方法包括：获取原始图像所对应的深度图，并在深度图上确定出聚焦区域；利用深度图上的深度信息，分别确定深度图中每个像素点的虚化系数；将深度图上聚焦区域与非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数；将滤波系数与深度图中每个像素点的虚化系数进行加权融合，得到虚化系数图；基于虚化系数图对原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像。本申请在对图像进行虚化的过程中，将聚焦区域和非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差考虑了进去，这样能够对前景的颜色泄漏进行有效地抑制，从而提升了图像虚化效果。

Description

一种图像虚化方法及系统

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种图像虚化方法及系统。

背景技术

当前，随着图像处理技术的快速发展，越来越多的智能手机、平板电脑等设备逐渐增加了能够利用场景深度信息对图像进行虚化处理的功能，由此为用户带来了诸多有趣的拍照体验。然而，利用当前的图像虚化技术生成的虚化图像中经常出现前景颜色泄漏等问题，虚化效果往往不如人意，从而对用户的实际拍照体验产生一定影响。

综上所述可以看出，如何进一步提升图像虚化效果是目前还有待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种图像虚化方法及系统，能够进一步提升图像虚化效果。其具体方案如下：

一种图像虚化方法，包括：

获取原始图像所对应的深度图，并在所述深度图上确定出聚焦区域；

利用所述深度图上的深度信息，分别确定所述深度图中每个像素点的虚化系数；

将所述深度图上所述聚焦区域与非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数；

将所述滤波系数与所述深度图中每个像素点的虚化系数进行加权融合，得到虚化系数图；

基于所述虚化系数图对所述原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像。

可选的，所述利用所述深度图上的深度信息，分别确定所述深度图中每个像素点的虚化系数的过程，包括：

利用所述深度图上的深度信息，并结合预设函数，得到所述深度图中每个像素点的虚化系数；其中，所述预设函数为：

其中，G_i表示第i个像素点的虚化系数，z_i表示第i个像素点的深度值，f表示拍摄所述原始图像时对应的焦距，

表示所述聚焦区域上的平均深度值，Z_far表示所述聚焦区域上的最大深度值，Z_near表示所述聚焦区域上的最小深度值，a表示调节系数。

可选的，所述基于所述虚化系数图对所述原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像的过程，包括：

将所述原始图像直接确定为待虚化图像；

利用所述虚化系数图，对所述待虚化图像进行滤波，得到所述虚化后图像。

可选的，所述基于所述虚化系数图对所述原始图像展开滤波处理的过程之前，还包括：

提取所述原始图像上的高光区域；

对所述原始图像上的所述高光区域进行颜色增强处理，得到颜色增强图像。

可选的，所述基于所述虚化系数图对所述原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像的过程，包括：

将所述原始图像与所述颜色增强图像进行融合，得到待虚化图像；

利用所述虚化系数图，对所述待虚化图像进行滤波，得到所述虚化后图像。

本发明还相应公开了一种图形虚化系统，包括：

深度图获取模块，用于获取原始图像所对应的深度图；

聚焦区域确定模块，用于在所述深度图上确定出聚焦区域；

虚化系数确定模块，用于利用所述深度图上的深度信息，分别确定所述深度图中每个像素点的虚化系数；

滤波系数确定模块，用于将所述深度图上所述聚焦区域与非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数；

系数融合模块，用于将所述滤波系数与所述深度图中每个像素点的虚化系数进行加权融合，得到虚化系数图；

图像虚化模块，用于基于所述虚化系数图对所述原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像。

可选的，所述虚化系数确定模块，具体用于利用所述深度图上的深度信息，并结合预设函数，得到所述深度图中每个像素点的虚化系数；其中，所述预设函数为：

其中，C_i表示第i个像素点的虚化系数，z_i表示第i个像素点的深度值，f表示拍摄所述原始图像时对应的焦距，

表示所述聚焦区域上的平均深度值，Z_far表示所述聚焦区域上的最大深度值，Z_near表示所述聚焦区域上的最小深度值，a表示调节系数。

可选的，所述图像虚化模块，包括：

确定单元，用于将所述原始图像直接确定为待虚化图像；

第一滤波单元，用于利用所述虚化系数图，对所述待虚化图像进行滤波，得到所述虚化后图像。

可选的，所述图形虚化系统，还包括：

高光区域提取模块，用于在所述图像虚化模块对所述原始图像展开滤波处理之前，提取所述原始图像上的高光区域；

颜色增强模块，用于对所述原始图像上的所述高光区域进行颜色增强处理，得到颜色增强图像。

可选的，所述图像虚化模块，包括：

图像融合单元，用于将所述原始图像与所述颜色增强图像进行融合，得到待虚化图像；

第二滤波单元，用于利用所述虚化系数图，对所述待虚化图像进行滤波，得到所述虚化后图像。

本发明中，图像虚化方法，包括：获取原始图像所对应的深度图，并在深度图上确定出聚焦区域；利用深度图上的深度信息，分别确定深度图中每个像素点的虚化系数；将深度图上聚焦区域与非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数；将滤波系数与深度图中每个像素点的虚化系数进行加权融合，得到虚化系数图；基于虚化系数图对原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像。

可见，本发明除了利用深度信息确定出深度图中每个像素点的虚化系数，还将深度图上聚焦区域和非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数，然后将上述滤波系数与每个像素点的虚化系数进行加权融合，接着利用融合后得到的虚化系数图对原始图像进行滤波处理，从而得到虚化后图像，也即，本发明在对图像进行虚化的过程中，将聚焦区域和非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差考虑了进去，这样能够对前景的颜色泄漏进行有效地抑制，从而提升了图像虚化效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种图像虚化方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种具体的图像虚化方法流程图；

图3为本发明实施例公开的一种具体的图像虚化方法流程图；

图4为本发明实施例公开的一种图像虚化系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种图像虚化方法，参见图1所示，该方法包括：

步骤S11：获取原始图像所对应的深度图，并在深度图上确定出聚焦区域。

步骤S12：利用深度图上的深度信息，分别确定深度图中每个像素点的虚化系数。

步骤S13：将深度图上聚焦区域与非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数。

步骤S14：将滤波系数与深度图中每个像素点的虚化系数进行加权融合，得到虚化系数图。

其中，上述加权融合的过程具体包括利用滤波系数所对应的预设权重以及像素点的虚化系数所对应的预设权重，将滤波系数和每个像素点的虚化系数进行加权融合，从而得到上述虚化系数图。根据实际应用的情况，本实施例中，滤波系数所对应的预设权重可以设为0.1至0.9中的任一数值，而像素点的虚化系数所对应的预设权重也可以设为0.1至0.9中的任一数值。在普遍情况下，滤波系数所对应的预设权重可以设为0.5，像素点的虚化系数所对应的预设权重同样也设为0.5。

步骤S15：基于虚化系数图对原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像。

其中，上述滤波处理具体可以是均值滤波处理。

可见，本发明实施例除了利用深度信息确定出深度图中每个像素点的虚化系数，还将深度图上聚焦区域和非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数，然后将上述滤波系数与每个像素点的虚化系数进行加权融合，接着利用融合后得到的虚化系数图对原始图像进行滤波处理，从而得到虚化后图像，也即，本发明实施例在对图像进行虚化的过程中，将聚焦区域和非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差考虑了进去，这样能够对前景的颜色泄漏进行有效地抑制，从而提升了图像虚化效果。

参见图2所示，本发明实施例公开了一种具体的图像虚化方法，包括如下步骤：

步骤S21：获取原始图像所对应的深度图，并在深度图上确定出聚焦区域。

步骤S22：利用深度图上的深度信息，并结合预设函数，得到深度图中每个像素点的虚化系数；其中，预设函数为：

其中，C_i表示第i个像素点的虚化系数，z_i表示第i个像素点的深度值，f表示拍摄原始图像时对应的焦距，

表示聚焦区域上的平均深度值，Z_far表示聚焦区域上的最大深度值，Z_near表示聚焦区域上的最小深度值，a表示调节系数。

步骤S23：将深度图上聚焦区域与非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数。

步骤S24：将滤波系数与深度图中每个像素点的虚化系数进行加权融合，得到虚化系数图。

步骤S25：将原始图像直接确定为待虚化图像，利用虚化系数图，对待虚化图像进行滤波，得到虚化后图像。

参见图3所示，本发明实施例公开了另一种具体的图像虚化方法，包括如下步骤：

步骤S31：获取原始图像所对应的深度图，并在深度图上确定出聚焦区域。

步骤S32：利用深度图上的深度信息，分别确定深度图中每个像素点的虚化系数。

其中，关于上述步骤S32的具体过程可以参考上一实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

步骤S33：将深度图上聚焦区域与非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数。

步骤S34：将滤波系数与深度图中每个像素点的虚化系数进行加权融合，得到虚化系数图。

步骤S35：提取原始图像上的高光区域，并对原始图像上的高光区域进行颜色增强处理，得到颜色增强图像。

其中，判断图像上某块区域是否是高光区域的具体过程可以包括：计算该区域中所有像素点灰度值的平均值M1，以及计算该区域的每个像素点与中心像素点之间灰度差的平均值M2，当M1大于第一预设阈值并且M2大于第二预设阈值，则可以判定该区域为高光区域，然后便可对其进行提取。其中，上述第一预设阈值可以设为0.8，第二预设阈值可以设为0.2。

本实施例中，对高光区域中的任一像素点进行颜色增强处理的过程具体可以包括：先将高光区域由RGB转至HSI颜色空间，然后将该像素点在HSI颜色空间上的S分量(即饱和度分量)和I分量(即亮度分量)均乘以该像素点的虚化系数，从而实现对该像素点的颜色增强处理。通过对高光区域上的每个像素点均进行上述处理，便可实现对高光区域整体的颜色增强处理。

步骤S36：将原始图像与颜色增强图像进行融合，得到待虚化图像，利用虚化系数图，对待虚化图像进行滤波，得到虚化后图像。

也即，本发明实施例先将上述颜色增强图像融入原始图像中，然后才对融合之后的图像进行滤波处理，从而得到虚化后图像，这样能够防止虚化后图像出现高光暗淡的情况。

相应的，本发明实施例还公开了一种图形虚化系统，参见图4所示，该系统包括：

深度图获取模块11，用于获取原始图像所对应的深度图；

聚焦区域确定模块12，用于在深度图上确定出聚焦区域；

虚化系数确定模块13，用于利用深度图上的深度信息，分别确定深度图中每个像素点的虚化系数；

滤波系数确定模块14，用于将深度图上聚焦区域与非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数；

系数融合模块15，用于将滤波系数与深度图中每个像素点的虚化系数进行加权融合，得到虚化系数图；

图像虚化模块16，用于基于虚化系数图对原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像。

可见，本发明实施例除了利用深度信息确定出深度图中每个像素点的虚化系数，还将深度图上聚焦区域和非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数，然后将上述滤波系数与每个像素点的虚化系数进行加权融合，接着利用融合后得到的虚化系数图对原始图像进行滤波处理，从而得到虚化后图像，也即，本发明实施例在对图像进行虚化的过程中，将聚焦区域和非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差考虑了进去，这样能够对前景的颜色泄漏进行有效地抑制，从而提升了图像虚化效果。

本实施例中，上述虚化系数确定模块13，具体用于利用深度图上的深度信息，并结合预设函数，得到深度图中每个像素点的虚化系数；其中，预设函数为：

其中，G_i表示第i个像素点的虚化系数，z_i表示第i个像素点的深度值，f表示拍摄原始图像时对应的焦距，

表示聚焦区域上的平均深度值，Z_far表示聚焦区域上的最大深度值，Z_near表示聚焦区域上的最小深度值，a表示调节系数。

另外，本实施例中，上述图像虚化模块16，具体可以包括确定单元和第一滤波单元；其中，

确定单元，用于将原始图像直接确定为待虚化图像；

第一滤波单元，用于利用虚化系数图，对待虚化图像进行滤波，得到虚化后图像。

进一步的，为了防止虚化后图像出现高光暗淡的情况，本实施例中的图形虚化系统，还可以包括高光区域提取模块和颜色增强模块；其中，

高光区域提取模块，用于在图像虚化模块对原始图像展开滤波处理之前，提取原始图像上的高光区域；

颜色增强模块，用于对原始图像上的高光区域进行颜色增强处理，得到颜色增强图像。

相应的，上述图像虚化模块16，具体可以包括图像融合单元和第二滤波单元；其中，

图像融合单元，用于将原始图像与颜色增强图像进行融合，得到待虚化图像；

第二滤波单元，用于利用虚化系数图，对待虚化图像进行滤波，得到虚化后图像。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种图像虚化方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种图像虚化方法，其特征在于，包括：

获取原始图像所对应的深度图，并在所述深度图上确定出聚焦区域；

利用所述深度图上的深度信息，分别确定所述深度图中每个像素点的虚化系数；

将所述深度图上所述聚焦区域与非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数；

将所述滤波系数与所述深度图中每个像素点的虚化系数进行加权融合，得到虚化系数图；

基于所述虚化系数图对所述原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像；

所述利用所述深度图上的深度信息，分别确定所述深度图中每个像素点的虚化系数的过程，包括：

利用所述深度图上的深度信息，并结合预设函数，得到所述深度图中每个像素点的虚化系数；其中，所述预设函数为：

其中，C_i表示第i个像素点的虚化系数，z_i表示第i个像素点的深度值，f表示拍摄所述原始图像时对应的焦距，

表示所述聚焦区域上的平均深度值，Z_far表示所述聚焦区域上的最大深度值，Z_near表示所述聚焦区域上的最小深度值，a表示调节系数。

2.根据权利要求1所述的图像虚化方法，其特征在于，所述基于所述虚化系数图对所述原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像的过程，包括：

将所述原始图像直接确定为待虚化图像；

利用所述虚化系数图，对所述待虚化图像进行滤波，得到所述虚化后图像。

3.根据权利要求1所述的图像虚化方法，其特征在于，所述基于所述虚化系数图对所述原始图像展开滤波处理的过程之前，还包括：

提取所述原始图像上的高光区域；

对所述原始图像上的所述高光区域进行颜色增强处理，得到颜色增强图像。

4.根据权利要求3所述的图像虚化方法，其特征在于，所述基于所述虚化系数图对所述原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像的过程，包括：

将所述原始图像与所述颜色增强图像进行融合，得到待虚化图像；

利用所述虚化系数图，对所述待虚化图像进行滤波，得到所述虚化后图像。

5.一种图形虚化系统，其特征在于，包括：

深度图获取模块，用于获取原始图像所对应的深度图；

聚焦区域确定模块，用于在所述深度图上确定出聚焦区域；

虚化系数确定模块，用于利用所述深度图上的深度信息，分别确定所述深度图中每个像素点的虚化系数；

滤波系数确定模块，用于将所述深度图上所述聚焦区域与非聚焦区域之间的深度边界所对应的深度差确定为滤波系数；

系数融合模块，用于将所述滤波系数与所述深度图中每个像素点的虚化系数进行加权融合，得到虚化系数图；

图像虚化模块，用于基于所述虚化系数图对所述原始图像展开滤波处理，得到虚化后图像；

所述虚化系数确定模块，具体用于利用所述深度图上的深度信息，并结合预设函数，得到所述深度图中每个像素点的虚化系数；其中，所述预设函数为：

其中，C_i表示第i个像素点的虚化系数，z_i表示第i个像素点的深度值，f表示拍摄所述原始图像时对应的焦距，

表示所述聚焦区域上的平均深度值，Z_far表示所述聚焦区域上的最大深度值，Z_near表示所述聚焦区域上的最小深度值，a表示调节系数。

6.根据权利要求5所述的图形虚化系统，其特征在于，所述图像虚化模块，包括：

确定单元，用于将所述原始图像直接确定为待虚化图像；

第一滤波单元，用于利用所述虚化系数图，对所述待虚化图像进行滤波，得到所述虚化后图像。

7.根据权利要求6所述的图形虚化系统，其特征在于，还包括：

高光区域提取模块，用于在所述图像虚化模块对所述原始图像展开滤波处理之前，提取所述原始图像上的高光区域；

颜色增强模块，用于对所述原始图像上的所述高光区域进行颜色增强处理，得到颜色增强图像。

8.根据权利要求7所述的图形虚化系统，其特征在于，所述图像虚化模块，包括：

图像融合单元，用于将所述原始图像与所述颜色增强图像进行融合，得到待虚化图像；

第二滤波单元，用于利用所述虚化系数图，对所述待虚化图像进行滤波，得到所述虚化后图像。

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