CN107292828B - 图像边缘的处理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种图像边缘的处理方法和装置，其中，所述图像边缘的处理方法包括：提供包括多个呈矩阵排列的像素点的图像；确定所述多个像素点中中心像素点的边缘方向；沿所述边缘方向，在所述中心像素点两侧选取两个第一邻域像素点；选取对应的中心像素块和两个第一邻域像素块；计算所述中心像素点、两个第一邻域像素点两两之间的点相似度，及对应像素块之间的块相似度；基于所述点相似度和块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定权重值；基于所述中心像素点和两个第一邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。本发明图像边缘的处理方法可以滤除无效像素点对边缘增强的影响。

Description

图像边缘的处理方法和装置
技术邻域
本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像边缘的处理方法和装置。
背景技术
图像边缘是指图像的局部特征(例如，颜色、亮度、灰度、纹理结构等)发生变化的地方，对图像处理、图像识别、特征处理和图像分割等具有重要的意义。
图像边缘的强弱直接影响到图像锐度的高低，图像边缘强，则图像锐度高，图像清晰；反之，图像锐度低，图像边缘模糊。在图像的成像过程中，例如，手机相机的成像过程中，受到噪声及算法的限制，得到的图像在边缘区域比较模糊，尤其是图像中较暗的区域。
为了提高图像边缘的对比度，现有技术中通常采用边缘增强技术对图像边缘进行处理，但是效果不佳。
发明内容
本发明解决的问题是现有技术的图像边缘增强技术效果不佳。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种图像边缘的处理方法。所述方法包括：提供包括多个呈矩阵排列的像素点的图像；确定所述多个像素点中中心像素点的边缘方向；沿所述边缘方向，在所述中心像素点两侧选取两个与所述中心像素点同通道的第一邻域像素点；分别以所述中心像素点和所述两个第一邻域像素点为中心选取中心像素块和两个第一邻域像素块；分别计算所述中心像素点、两个第一邻域像素点两两之间的点相似度，分别计算所述中心像素块、两个第一邻域像素块两两之间的块相似度；基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值；基于所述中心像素点和两个第一邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。
可选地，分别计算所述中心像素点、两个第一邻域像素点两两之间的点相似度包括：分别计算两个像素点的像素值之间的差值，将所述差值作为所述两个像素点之间的点相似度。
可选地，分别计算所述中心像素块、两个第一邻域像素块两两之间的块相似度包括：分别计算两个像素块中对应像素点的像素值的差值，将所述差值求和后作为两个像素块之间的块相似度。
可选地，基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值包括：分别判断所述中心像素块和两个像素块两两之间的块相似度是否满足块相似阈值条件，分别判断所述中心像素点和两个像素点两两之间的点相似度是否满足点相似阈值条件；当所述中心像素块与所述两个第一邻域像素块之间，所述中心像素点与所述两个第一邻域像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，确定所述中心像素点为有效像素点，具有第一权重值；当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，且所述两个第一邻域像素块之间满足块相似阈值条件时，确定所述两个第一邻域像素点均为有效像素点，具有第一权重值；当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，而所述两个第一邻域像素块之间不满足所述块相似阈值条件时，确定与所述中心像素块的块相似度更高的第一邻域像素块对应的第一邻域像素点为有效像素点，具有第一权重值；另外一个第一邻域像素块对应的第一邻域像素点为半有效像素点，具有第二权重值。
可选地，基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值，还包括：当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别不满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，而所述两个第一邻域像素块之间和所述两个第一邻域像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定所述中心像素点为无效像素点，具有第三权重值；所述两个第一邻域像素点和为有效像素点，具有第一权重值；当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块不满足所述块相似阈值条件，但所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间满足点相似阈值条件时；或者，当所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间不满足所述点相似阈值条件，但所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块满足所述块相似阈值条件时，确定所述中心像素点为半有效像素点，具有第二权重值；当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别不满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，并且所述两个第一邻域像素块之间和所述两个第一邻域像素点之间也分别不满足所述块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定所述边缘方向上所有像素点不具有方向性。
可选地，所述第一权重值、第二权重值和第三权重值依次减小。
可选地，所述块相似阈值条件和点相似阈值条件基于所述图像的亮度和色彩深度预先设定。
可选地，如果当前像素点确定为有效像素点时，所述方法还包括：判断在所述中心像素点两侧的与所述中心像素点同通道的所有像素点的有效性判断是否完毕；若否，沿所述边缘方向，在所述第一邻域像素点的远离所述中心像素点的一侧，选取与所述中心像素点同通道的第二邻域像素点，并继续判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值；若是，基于所述中心像素点、第一邻域像素点和第二邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。
可选地，如果当前像素点确定为无效像素点时，所述方法还包括：判断当前像素点是否为所述中心像素点和两个第一邻域像素点；若是，沿所述边缘方向，在所述第一邻域像素点的远离所述中心像素点的一侧，选取与所述中心像素点同通道的第二邻域像素点，并继续判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值；若否，基于所述中心像素点、第一邻域像素点和第二邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。
可选地，判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值包括：如果所述中心像素点为有效像素点，则计算所述中心像素点与对应第二邻域像素点之间的点相似度和对应像素块之间的块相似度，将所述点相似度和块相似度与所述点相似阈值条件和块相似阈值条件进行比较，若满足两个阈值条件，则确定为有效像素点，具有第一权重值；若满足一个阈值条件，则确定为半有效像素点，具有第二权重值；若两个阈值条件均不满足，则确定为无效像素点，具有第三权重值；若所述中心像素点为半有效像素点，且所述中心像素点与对应第二邻域像素点之间满足两个阈值条件之一，则确定所述第二邻域像素点为半有效像素点，具有第二权重值，否则为无效像素点，具有第三权重值；若所述中心像素点为无效像素点，且对应的第一邻域像素点为有效像素点，则利用第二邻域像素点与其临近第一邻域像素点的点相似度和对应的块相似度判断第二邻域像素点有效性。
可选地，所述图像为原数据图像或者YUV格式图像。
可选地，所述图像的多个像素点呈7×7，11×11或15×15的矩阵排列。
对应地，本发明实施例还提供了一种图像边缘的处理装置。所述装置包括：图像获取单元，适于提供包括多个呈矩阵排列的像素点的图像；边缘检测单元，适于确定所述多个像素点中中心像素点的边缘方向；像素点选取单元，适于沿所述边缘方向，在所述中心像素点两侧选取两个与所述中心像素点同通道的第一邻域像素点；像素块选取单元，适于分别以所述中心像素点和所述两个第一邻域像素点为中心选取中心像素块和两个第一邻域像素块；计算单元，适于分别计算所述中心像素点、两个第一邻域像素点两两之间的点相似度，分别计算所述中心像素块、两个第一邻域像素块两两之间的块相似度；有效性判断单元，适于基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值；拟合单元，适于基于所述中心像素点和两个第一邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。
可选地，所述计算单元分别计算所述中心像素点、两个第一邻域像素点两两之间的点相似度包括：分别计算两个像素点的像素值之间的差值，将所述差值作为所述两个像素点之间的点相似度。
可选地，所述计算单元分别计算所述中心像素块、两个第一邻域像素块两两之间的块相似度包括：分别计算两个像素块中对应像素点的像素值的差值，将所述差值求和后作为两个像素块之间的块相似度。
可选地，所述有效性判断单元基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值包括：分别判断所述中心像素块和两个像素块两两之间的块相似度是否满足块相似阈值条件，分别判断所述中心像素点和两个像素点两两之间的点相似度是否满足点相似阈值条件；当所述中心像素块与所述两个第一邻域像素块之间，所述中心像素点与所述两个第一邻域像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，确定所述中心像素点为有效像素点，具有第一权重值；当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，且所述两个第一邻域像素块之间满足块相似阈值条件时，确定所述两个第一邻域像素点均为有效像素点，具有第一权重值；当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，而所述两个第一邻域像素块之间不满足所述块相似阈值条件时，确定与所述中心像素块的块相似度更高的第一邻域像素块对应的第一邻域像素点为有效像素点，具有第一权重值；另外一个第一邻域像素块对应的第一邻域像素点为半有效像素点，具有第二权重值。
可选地，所述有效性判断单元基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值，还包括：当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别不满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，而所述两个第一邻域像素块之间和所述两个第一邻域像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定所述中心像素点为无效像素点，具有第三权重值；所述两个第一邻域像素点为有效像素点，具有第一权重值；当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块不满足所述块相似阈值条件，但所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间满足点相似阈值条件时；或者，当所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间不满足所述点相似阈值条件，但所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块满足所述块相似阈值条件时，确定所述中心像素点为半有效像素点，具有第二权重值；当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别不满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，并且所述两个第一邻域像素块之间和所述两个第一邻域像素点之间也分别不满足所述块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定所述边缘方向上所有像素点不具有方向性。
可选地，还包括：第一流程判断单元，适于在所述有效性判断单元确定当前像素点为有效像素点时，判断在所述中心像素点两侧的与所述中心像素点同通道的所有像素点的有效性判断是否完毕；若否，则所述像素点选取单元还适于沿所述边缘方向，在所述第一邻域像素点的远离所述中心像素点的一侧，选取与所述中心像素点同通道的第二邻域像素点，并且所述有效性判断单元还适于继续判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值；若是，则所述拟合单元还适于基于所述中心像素点、第一邻域像素点和第二邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。
可选地，还包括：第二流程判断单元，适于在所述有效性判断单元确定当前像素点为无效像素点时，判断当前像素点是否为所述中心像素点和两个第一邻域像素点；若是，则所述像素点选取单元还适于沿所述边缘方向，在所述第一邻域像素点的远离所述中心像素点的一侧，选取与所述中心像素点同通道的第二邻域像素点，并且所述有效性判断单元还适于继续判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值；若否，则所述拟合单元还适于基于所述中心像素点、第一邻域像素点和第二邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。
可选地，所述有效性判断单元判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值包括：如果所述中心像素点为有效像素点，在所述计算单元计算所述中心像素点与对应第二邻域像素点之间的点相似度和对应像素块之间的块相似度后，将所述点相似度和块相似度与所述点相似阈值条件和块相似阈值条件进行比较，若满足两个阈值条件，则确定为有效像素点，具有第一权重值；若满足一个阈值条件，则确定为半有效像素点，具有第二权重值；若两个阈值条件均不满足，则确定为无效像素点，具有第三权重值；若所述中心像素点为半有效像素点，且所述中心像素点与对应第二邻域像素点之间满足两个阈值条件之一，则确定所述第二邻域像素点为半有效像素点，具有第二权重值，否则为无效像素点，具有第三权重值；若所述中心像素点为无效像素点，且对应的第一邻域像素点为有效像素点，则利用第二邻域像素点与其临近第一邻域像素点的点相似度和对应的块相似度判断第二邻域像素点有效性。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：
本发明实施例中，对中心像素点与邻域像素点，以及中心像素块与邻域像素块的点相似度和块相似度进行了计算，并基于相似度判断中心像素点和邻域像素点的有效性，匹配对应的权重值，再基于所述中心像素点和邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。由于不同有效性的像素点具有不同的权重值，通过对各像素点的像素值的加权平均获得中心像素点的新像素值，可以保留有效像素点的信息，降低半有效像素点的权重，且去除无效像素点的信息，从而达到边缘增强，避免出现过渡区域的目的。
对应地，本发明实施例的图像边缘的处理装置也具有上述优点。
附图说明
图1示出了本发明一实施例的图像边缘的处理方法的流程示意图；
图2示出了本发明一实施例的图像边缘的处理方法中所采用图像的结构示意图；
图3示出了本发明一实施例的图像边缘的处理方法的流程示意图；
图4示出了本发明一实施例的图像边缘的处理装置的结构框图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有技术的图像边缘增强技术效果不佳。
为了增强图像边缘或者保留边缘信息，需要对图像的边缘进行检测，一种常见的方法是计算图像的某些特定方向上相邻像素点的差值或者间隔像素点的差值，根据最大差值的方向确定图像边缘方向。Sobel、Robert和prewitt是常见的边缘检测方法，但是上述的方法受噪声影响较大。另外一种边缘检测的方法中，基于邻域像素点与中心像素点的差值，当某些特定方向上的差值和最小时，判断该方向为边缘方向，从而保留该方向上的边缘信息，使用邻域像素点拟合中心像素点进行边缘增强。但是上述方法没有考虑邻域像素点的有效性，将一些无效的像素点信息加入到边缘信息中，导致了边缘附近出现过渡区域，图像边缘模糊。
基于以上研究，本发明实施例提供了一种图像边缘的处理方法，利用像素块之间的相似程度及单像素之间的相似程度结合投票机制对图像边缘方向区域的无效信息进行滤除，同时保留有效的信息拟合图像的边缘点，提高了图像边缘像素点的拟合信息准确度，进而提高了边缘的对比度和边缘强度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
需要说明的是，提供这些附图的目的是有助于理解本发明的实施例，而不应解释为对本发明的不当的限制。
参考图1，图1示出了本发明实施例提供的一种图像边缘的处理方法的流程示意图。
首先，执行步骤S101，提供包括多个呈矩阵排列的像素点的图像。
所述图像可以为原数据(raw data)图像或者YUV格式图像。所述原数据图像是指手机照相机或摄像头，数码相机或摄像头等通过图像传感器拍摄的原始图像。其像素点通常为Bayer阵列排布。所述图像可以包括7×7，11×11，15×15或其他数量的呈矩阵排列的像素点。
在本发明一实施例中，提供如图2所示的11×11的原数据图像作为本发明图像边缘的处理方法的输入。所述原数据图像采用1红(R)2绿(G)1蓝(B)比例的Bayer阵列排布。本实施例中，对所述11×11的原数据图像进行边缘处理后，可以拟合出位于(5，5)处绿色中心像素点10的新像素值。
所述图像可以选自照相机或摄像机拍摄的照片中的一部分。在对照片进行边缘处理的过程中，可以以照片的各个像素点为中心选取11×11的矩阵，并逐个采用本发明实施例的边缘处理方法拟合该中心像素点的像素值，最终获得锐度高、边缘清晰的照片。在一些实施例中，如果该中心像素点位于照片边缘，不能选取11×11的矩阵，则可以以该中心像素点为中心进行上下或左右方向的镜像映射，填补像素空白部分。
接着，执行步骤S102，确定所述多个像素点中中心像素点的边缘方向。
在输入包括多个呈矩阵排列的像素点的图像后，确定所述中心像素点的边缘方向。如图2所示，也就是确定位于(5，5)处绿色中心像素点10的边缘方向。确定所述中心像素点(10)的边缘方向可以采用现有技术中的常规方法，本发明对此不作限定。
在一些实施例中，可以采用Sobel、Robert和prewitt等常见的边缘检测方法确定所述中心像素点10的边缘方向。例如，可以计算以中心像素点10为中心的某些特定方向上相邻像素点的差值或者间隔像素点的差值，根据最大差值的方向确定图像边缘方向；或者可以计算中心像素点10与邻域像素点的差值，当某些特定方向上的差值和最小时，判断该方向为边缘方向。
下面以所述中心像素点10的边缘方向为垂直方向(如图2中箭头所指示AA1方向)为例对本发明的图像边缘的处理方法进行说明。在其他实施例中，所述中心像素点的边缘方向也可以为其他方向，可以根据具体情况进行确定。
接着，执行步骤S103，沿所述边缘方向，选取两个第一邻域像素点，并基于所述中心像素点和两个第一邻域像素点选取中心像素块和两个第一邻域像素块。
继续参考图2，沿所述边缘方向AA1在所述中心像素点10两侧，选取两个与所述中心像素点同通道的第一邻域像素点11a和11b，其中第一邻域像素点11a位于所述中心像素点10的上方位置(5，3)，第一邻域像素点11b位于所述中心像素点10的下方位置(5，7)。所述第一邻域像素点是指在所述边缘方向AA1上与所述中心像素点10最接近的同通道像素点。本实施例中，以属于绿色G通道的所述中心像素点10，第一邻域像素点11a和11b为例进行说明。
然后，分别以所述中心像素点10和所述两个第一邻域像素点11a和11b为中心选取中心像素块和两个第一邻域像素块。具体地，以所述中心像素点10为中心选取3×3的像素块作为中心像素块，再分别以所述第一邻域像素点11a和第一邻域像素点11b为中心选取3×3的像素块作为两个第一邻域像素块。需要说明的是，所述像素块的大小还可以基于输入图像的大小来确定，在不同实施例中具有不同的大小。
接着，执行步骤S104，计算邻域像素点的点相似度，计算邻域像素块的块相似度。
在一实施例中，如图1所示，分别计算所述中心像素点10、两个第一邻域像素点11a和11b两两之间的点相似度。具体地，分别计算两个像素点的像素值之间的差值，将所述差值作为所述两个像素点之间的点相似度。所述差值越小，相似度越高。
接着，分别计算所述中心像素块、两个第一邻域像素块两两之间的块相似度。具体地，分别计算两个像素块中对应像素点的像素值的差值，将所有差值求和后作为两个像素块之间的块相似度。也就是，所述块相似度可以采用如下公式计算：
value_similar_blok＝∑|valueblock1[i]-valueblock2[i]|，
其中，value_similar_blok表示像素块block1和block2之间的块相似度，valueblock1[i]表示像素块block1中第i个像素点的像素值，valueblock2[i]表示像素块block2中第i个像素点的像素值。value_similar_blok的值越小，则像素块block1和block2相似度越高。
需要说明的是，上述计算点相似度和块相似度的前后顺序可以互相调换，其并不影响本发明技术方案的实施和效果。
接着，执行步骤S105，判断像素点是否有效，并确定权重值。如果判断结果为是，则执行步骤S106；如果判断结果为否，则执行步骤S109。
基于所述点相似度和块相似度判断像素点的有效性包括：判断两个像素点之间的点相似度是否满足点相似阈值条件，判断所述两个像素点对应的像素块之间的块相似度是否满足块相似阈值条件。其中，所述点相似阈值条件和块相似阈值条件为预先设定的数值，当所述点相似度或者块相似度小于所述点相似阈值条件或块相似阈值条件，则判定满足所述点相似阈值条件或块相似阈值条件；反之，则判定不满足阈值条件。
本实施例中，基于步骤S105中获得的所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点10和两个第一邻域像素点11a和11b的有效性，并确定所述中心像素点10和两个第一邻域像素点11a和11b的权重值。具体地，判断所述中心像素块与两个第一邻域像素块之间的块相似度是否满足块相似阈值条件；判断所述中心像素点10与两个第一邻域像素点11a和11b之间的点相似度是否满足点相似阈值条件。
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点11a和11b与所述中心像素点10之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，确定所述中心像素点10为有效像素点，具有第一权重值。
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点11a和11b与所述中心像素点10之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，且所述两个第一邻域像素块11a和11b之间满足块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定所述两个第一邻域像素点11a和11b均为有效像素点，具有第一权重值。
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点11a和11b与所述中心像素点10之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，而所述两个第一邻域像素块11a和11b之间不满足所述块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定与所述中心像素块的块相似度更高的第一邻域像素块对应的第一邻域像素点为有效像素点，具有第一权重值；另外一个第一邻域像素块对应的第一邻域像素点为半有效像素点，具有第二权重值。
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点11a和11b与所述中心像素点10之间分别不满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，而所述两个第一邻域像素块之间和所述两个第一邻域像素点11a和11b之间分别满足所述块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定所述中心像素点10为无效像素点，具有第三权重值；所述两个第一邻域像素点11a和11b为有效像素点，具有第一权重值。
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点11a和11b与所述中心像素点10之间分别不满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，并且所述两个第一邻域像素块之间和所述两个第一邻域像素点11a和11b之间也分别不满足所述块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定所述边缘方向上所有像素点不具有方向性，采用原始权重值进行拟合。
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块不满足所述块相似阈值条件，但所述两个第一邻域像素点11a和11b与所述中心像素点10之间满足点相似阈值条件时；或者，当所述两个第一邻域像素点11a和11b与所述中心像素点10之间不满足所述点相似阈值条件，但所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块满足所述块相似阈值条件时，确定所述中心像素点为半有效像素点，具有第二权重值；同时利用上述判断中心像素点有效性的方法，判断两个第一邻域像素点的有效性。
需要说明的是，上述与所述有效像素点、半有效像素点和无效像素点对应的所述第一权重值、第二权重值和第三权重值的大小依次减小。例如，在一些实施例中，所述第一权重值、第二权重值和第三权重值的数值可以依次为1，0.3和0。上述的各权重数值还可以根据具体应用进行调整，以获得更佳的效果。
还需要说明的是，上述的点相似阈值条件或块相似阈值条件可以基于所述图像的亮度和色彩深度预先设定，在不同实施例中可以具有不同的数值。例如，在一实施例中，所述点相似阈值条件的数值为20，块相似阈值条件的数值为140。通常所述图像的亮度越高、色彩深度越深，则所述点相似阈值条件或块相似阈值条件的数值越大。
如果步骤S105的判断结果为否，执行步骤S109，步骤S109会在下文进行描述。
如果步骤S105的判断结果为是，执行步骤S106，判断同通道的邻域像素点的有效性是否判断完毕。
所述同通道的邻域像素点是指，在边缘方向上，与所述中心像素点10为同一通道的像素点。如图2所示，所述中心像素点10的同通道邻域像素点包括了位于位置(5，1)，(5，3)，(5，7)和(5，9)的绿色像素点。所述同通道邻域像素点的数目在不同实施例中可能不同，与输入图像的大小有关。
在判断完中心像素点10和两个第一邻域像素点11a和11b的有效性后，如果当前像素点为有效像素点，则判断与所述中心像素点10同通道的所有邻域像素点的有效性是否判断完毕。如果否，执行步骤S107，继续判断其他邻域像素点；如果是，执行步骤S108。
本实施例中，在判断完所述中心像素点10和两个第一邻域像素点11a和11b的有效性后，与所述中心像素点10同通道的像素点还包括位于位置(5，1)和(5，9)的绿色像素点，因此步骤S106的判断结果为否，继续执行步骤S107。
执行步骤S107，沿边缘方向选取未判断的邻域像素点，并基于该邻域像素点确定对应的邻域像素块。
本实施例中，继续参考图2，沿所述边缘方向，在所述第一邻域像素点11a和11b的远离所述中心像素点10的一侧，选取与所述中心像素点10同通道的位于位置(5，1)和(5，9)的第二邻域像素点12a和12b，并继续判断所述第二邻域像素点12a和12b的有效性，并确定所述第二邻域像素点12a和12b的权重值。判断所述第二邻域像素点12a和12b有效性的方法与前述步骤中判断第一邻域像素点11a和11b的方法类似，同样是基于点相似度和块相似度进行判断，因此，继续执行步骤S104和步骤S105。
当所述第二邻域像素点12a和12b的有效性也判断完毕后，则步骤S106的判断结果为否，执行步骤S108，基于中心像素点和同通道邻域像素点的像素值和权重值计算中心像素点的新像素值。
参考图3，图3中示出了当在图1的步骤S105判断结果为否时，本发明实施例的图像边缘的处理方法的流程示意图。
当图1的步骤S105的判断结果为否时，也就是当前所判断的像素点为无效像素点，则执行图3中的步骤S109，判断当前像素点是否为中心像素点10或者两个第一邻域像素点11a和11b。如果判断结果为是，则执行步骤S110，如果判断结果为否，则执行步骤S108。
具体地，本实施例中，若当前所判断的像素点不是中心像素点10或者两个第一邻域像素点11a和11b，则说明在前述步骤中已经对边缘方向上的其他同通道的邻域像素点进行了有效性判断，则可以直接执行步骤S108，基于所述中心像素点10和同通道邻域像素点的像素值和权重值计算中心像素点10的新像素值。
若当前所判断的像素点是中心像素点10或者两个第一邻域像素点11a和11b，则说明在前述步骤中还没有对边缘方向上的其他同通道的邻域像素点进行有效性判断，则还需要对这些像素点的有效性进行判断，执行后续步骤S110和S111。
执行步骤S110，在所述第一邻域像素点11a和11b的远离所述中心像素点10的一侧，选取与所述中心像素点同通道的第二邻域像素点12a和12b，确定与所述第二邻域像素点12a和12b对应的两个第二邻域像素块。
具体的步骤可以参考对步骤S107的描述，在此不再赘述。
执行步骤S111，判断所述第二邻域像素点12a和12b的有效性，并确定所述第二邻域像素点12a和12b的权重值。
具体地，若当前中心像素点为有效像素点，则计算当前中心像素点与对应第二邻域像素点之间的点相似度和对应像素块之间的块相似度，将所述点相似度和块相似度与前述的点相似阈值条件和块相似阈值条件进行比较。若满足上述两个阈值条件，则确定为有效像素点，具有第一权重值；若满足一个上述阈值条件，则确定为半有效像素点，具有第二权重值；若上述两个阈值条件均不满足，则确定为无效像素点，具有第三权重值。若当前中心像素点为半有效像素点，同时当前中心像素点与对应第二邻域像素点之间满足上述两个阈值条件之一，则确定为半有效像素点，具有第二权重值，否则为无效像素点，具有第三权重值。若当前中心像素点为无效像素点，且第一邻域像素点为有效像素点，则根据上述步骤利用第二邻域像素点与其临近第一邻域像素点的点相似度和对应的块相似度判断第二邻域像素点有效性。
总之，当上述步骤中，对所述中心像素点10沿边缘方向的所有同通道邻域像素点均完成有效性判断后，就可以执行步骤S108，拟合获得中心像素点10的新像素值。
由于在对中心像素点的拟合过程中，有效像素点、半有效像素点和无效像素点具有依次减小的第一权重值、第二权重值和第三权重值。通过对各像素点的像素值的加权平均获得中心像素点的新像素值，可以保留有效像素点的信息，降低半有效像素点的权重，且去除无效像素点的信息，从而达到边缘增强，避免出现过渡区域的目的。
对应地，本发明实施例还提供了一种图像边缘的处理装置，用于执行上述的图像边缘的处理方法。具体地，参考图4，所述图像边缘的处理装置包括图像获取单元201，边缘检测单元202，像素点选取单元203，像素块选取单元204，计算单元205，有效性判断单元206和拟合单元207。
所述图像获取单元201用于提供包括多个呈矩阵排列的像素点的图像；所述边缘检测单元202用于确定所述多个像素点中中心像素点的边缘方向；所述像素点选取单元203用于沿所述边缘方向，在所述中心像素点两侧选取两个与所述中心像素点同通道的第一邻域像素点；所述像素块选取单元204用于分别以所述中心像素点和所述两个第一邻域像素点为中心选取中心像素块和两个第一邻域像素块；所述计算单元205用于分别计算所述中心像素点、两个第一邻域像素点两两之间的点相似度，分别计算所述中心像素块、两个第一邻域像素块两两之间的块相似度；所述有效性判断单元206用于基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值；所述拟合单元207用于基于所述中心像素点和两个第一邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。
在一些实施例中，所述图像边缘的处理装置还包括第一流程判断单元和第二流程判断单元(未示出)，前者用于在所述有效性判断单元确定当前像素点为有效像素点时，判断在所述中心像素点两侧的与所述中心像素点同通道的所有像素点的有效性判断是否完毕；后者用于在所述有效性判断单元确定当前像素点为无效像素点时，判断当前像素点是否为所述中心像素点和两个第一邻域像素点。
关于所述图像边缘的处理装置的描述，及各部件的功能还可以上述方法部分的描述，在此不再赘述。
本领域技术人员可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术邻域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (18)

1.一种图像边缘的处理方法，其特征在于，包括：
提供包括多个呈矩阵排列的像素点的图像；
确定所述多个像素点中中心像素点的边缘方向；
沿所述边缘方向，在所述中心像素点两侧选取两个与所述中心像素点同通道的第一邻域像素点；
分别以所述中心像素点和所述两个第一邻域像素点为中心选取中心像素块和两个第一邻域像素块；
分别计算所述中心像素点、两个第一邻域像素点两两之间的点相似度，分别计算所述中心像素块、两个第一邻域像素块两两之间的块相似度；
基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值；基于所述中心像素点和两个第一邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值；
如果当前像素点确定为有效像素点时，所述方法还包括：
判断在所述中心像素点两侧的与所述中心像素点同通道的所有像素点的有效性判断是否完毕；
若否，沿所述边缘方向，在所述第一邻域像素点的远离所述中心像素点的一侧，选取与所述中心像素点同通道的第二邻域像素点，并继续判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值；
若是，基于所述中心像素点、第一邻域像素点和第二邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。
2.如权利要求1所述的图像边缘的处理方法，其特征在于，分别计算所述中心像素点、两个第一邻域像素点两两之间的点相似度包括：分别计算两个像素点的像素值之间的差值，将所述差值作为所述两个像素点之间的点相似度。
3.如权利要求1所述的图像边缘的处理方法，其特征在于，分别计算所述中心像素块、两个第一邻域像素块两两之间的块相似度包括：分别计算两个像素块中对应像素点的像素值的差值，将所述差值求和后作为两个像素块之间的块相似度。
4.如权利要求1所述的图像边缘的处理方法，其特征在于，基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值包括：
分别判断所述中心像素块和两个像素块两两之间的块相似度是否满足块相似阈值条件，分别判断所述中心像素点和两个像素点两两之间的点相似度是否满足点相似阈值条件；
当所述中心像素块与所述两个第一邻域像素块之间，所述中心像素点与所述两个第一邻域像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，确定所述中心像素点为有效像素点，具有第一权重值；
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，且所述两个第一邻域像素块之间满足块相似阈值条件时，确定所述两个第一邻域像素点均为有效像素点，具有第一权重值；
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，而所述两个第一邻域像素块之间不满足所述块相似阈值条件时，确定与所述中心像素块的块相似度更高的第一邻域像素块对应的第一邻域像素点为有效像素点，具有第一权重值；另外一个第一邻域像素块对应的第一邻域像素点为半有效像素点，具有第二权重值。
5.如权利要求4所述的图像边缘的处理方法，其特征在于，基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值，还包括：
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别不满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，而所述两个第一邻域像素块之间和所述两个第一邻域像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定所述中心像素点为无效像素点，具有第三权重值；所述两个第一邻域像素点为有效像素点，具有第一权重值；
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块不满足所述块相似阈值条件，但所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间满足点相似阈值条件时；或者，当所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间不满足所述点相似阈值条件，但所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块满足所述块相似阈值条件时，确定所述中心像素点为半有效像素点，具有第二权重值；
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别不满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，并且所述两个第一邻域像素块之间和所述两个第一邻域像素点之间也分别不满足所述块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定所述边缘方向上所有像素点不具有方向性。
6.如权利要求5所述的图像边缘的处理方法，其特征在于，所述第一权重值、第二权重值和第三权重值依次减小。
7.如权利要求4或5所述的图像边缘的处理方法，其特征在于，所述块相似阈值条件和点相似阈值条件基于所述图像的亮度和色彩深度预先设定。
8.如权利要求1所述的图像边缘的处理方法，其特征在于，如果当前像素点确定为无效像素点时，所述方法还包括：
判断当前像素点是否为所述中心像素点和两个第一邻域像素点；
若是，沿所述边缘方向，在所述第一邻域像素点的远离所述中心像素点的一侧，选取与所述中心像素点同通道的第二邻域像素点，并继续判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值；
若否，基于所述中心像素点、第一邻域像素点和第二邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。
9.如权利要求1或8所述的图像边缘的处理方法，其特征在于，判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值包括：
如果所述中心像素点为有效像素点，则计算所述中心像素点与对应第二邻域像素点之间的点相似度和对应像素块之间的块相似度，将所述点相似度和块相似度与所述点相似阈值条件和块相似阈值条件进行比较，若满足两个阈值条件，则确定为有效像素点，具有第一权重值；若满足一个阈值条件，则确定为半有效像素点，具有第二权重值；若两个阈值条件均不满足，则确定为无效像素点，具有第三权重值；
若所述中心像素点为半有效像素点，且所述中心像素点与对应第二邻域像素点之间满足两个阈值条件之一，则确定所述第二邻域像素点为半有效像素点，具有第二权重值，否则为无效像素点，具有第三权重值；
若所述中心像素点为无效像素点，且对应的第一邻域像素点为有效像素点，则利用第二邻域像素点与其临近的第一邻域像素点的点相似度和对应的块相似度判断第二邻域像素点有效性。
10.如权利要求1所述的图像边缘的处理方法，其特征在于，所述图像为原数据图像或者YUV格式图像。
11.如权利要求10所述的图像边缘的处理方法，其特征在于，所述图像的多个像素点呈7×7，11×11或15×15的矩阵排列。
12.一种图像边缘的处理装置，其特征在于，包括：
图像获取单元，适于提供包括多个呈矩阵排列的像素点的图像；
边缘检测单元，适于确定所述多个像素点中中心像素点的边缘方向；
像素点选取单元，适于沿所述边缘方向，在所述中心像素点两侧选取两个与所述中心像素点同通道的第一邻域像素点；
像素块选取单元，适于分别以所述中心像素点和所述两个第一邻域像素点为中心选取中心像素块和两个第一邻域像素块；
计算单元，适于分别计算所述中心像素点、两个第一邻域像素点两两之间的点相似度，分别计算所述中心像素块、两个第一邻域像素块两两之间的块相似度；
有效性判断单元，适于基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值；
拟合单元，适于基于所述中心像素点和两个第一邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值；
第一流程判断单元，适于在所述有效性判断单元确定当前像素点为有效像素点时，判断在所述中心像素点两侧的与所述中心像素点同通道的所有像素点的有效性判断是否完毕；
若否，则所述像素点选取单元还适于沿所述边缘方向，在所述第一邻域像素点的远离所述中心像素点的一侧，选取与所述中心像素点同通道的第二邻域像素点，并且所述有效性判断单元还适于继续判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值；
若是，则所述拟合单元还适于基于所述中心像素点、第一邻域像素点和第二邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。
13.如权利要求12所述的图像边缘的处理装置，其特征在于，所述计算单元分别计算所述中心像素点、两个第一邻域像素点两两之间的点相似度包括：分别计算两个像素点的像素值之间的差值，将所述差值作为所述两个像素点之间的点相似度。
14.如权利要求12所述的图像边缘的处理装置，其特征在于，所述计算单元分别计算所述中心像素块、两个第一邻域像素块两两之间的块相似度包括：分别计算两个像素块中对应像素点的像素值的差值，将所述差值求和后作为两个像素块之间的块相似度。
15.如权利要求12所述的图像边缘的处理装置，其特征在于，所述有效性判断单元基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值包括：
分别判断所述中心像素块和两个像素块两两之间的块相似度是否满足块相似阈值条件，分别判断所述中心像素点和两个像素点两两之间的点相似度是否满足点相似阈值条件；
当所述中心像素块与所述两个第一邻域像素块之间，所述中心像素点与所述两个第一邻域像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，确定所述中心像素点为有效像素点，具有第一权重值；
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，且所述两个第一邻域像素块之间满足块相似阈值条件时，确定所述两个第一邻域像素点均为有效像素点，具有第一权重值；
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，而所述两个第一邻域像素块之间不满足所述块相似阈值条件时，确定与所述中心像素块的块相似度更高的第一邻域像素块对应的第一邻域像素点为有效像素点，具有第一权重值；另外一个第一邻域像素块对应的第一邻域像素点为半有效像素点，具有第二权重值。
16.如权利要求15所述的图像边缘的处理装置，其特征在于，所述有效性判断单元基于所述点相似度和所述块相似度判断所述中心像素点和两个第一邻域像素点的有效性，并确定所述中心像素点和两个第一邻域像素点的权重值，还包括：
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别不满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，而所述两个第一邻域像素块之间和所述两个第一邻域像素点之间分别满足所述块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定所述中心像素点为无效像素点，具有第三权重值；所述两个第一邻域像素点为有效像素点，具有第一权重值；
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块不满足所述块相似阈值条件，但所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间满足点相似阈值条件时；或者，当所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间不满足所述点相似阈值条件，但所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块满足所述块相似阈值条件时，确定所述中心像素点为半有效像素点，具有第二权重值；
当所述两个第一邻域像素块与所述中心像素块之间，所述两个第一邻域像素点与所述中心像素点之间分别不满足所述块相似阈值条件和所述点相似阈值条件，并且所述两个第一邻域像素块之间和所述两个第一邻域像素点之间也分别不满足所述块相似阈值条件和点相似阈值条件时，确定所述边缘方向上所有像素点不具有方向性。
17.如权利要求12所述的图像边缘的处理装置，其特征在于，还包括：
第二流程判断单元，适于在所述有效性判断单元确定当前像素点为无效像素点时，判断当前像素点是否为所述中心像素点和两个第一邻域像素点；
若是，则所述像素点选取单元还适于沿所述边缘方向，在所述第一邻域像素点的远离所述中心像素点的一侧，选取与所述中心像素点同通道的第二邻域像素点，并且所述有效性判断单元还适于继续判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值；
若否，则所述拟合单元还适于基于所述中心像素点、第一邻域像素点和第二邻域像素点的像素值和权重值计算所述中心像素点的新像素值。
18.如权利要求12或17所述的图像边缘的处理装置，其特征在于，所述有效性判断单元判断所述第二邻域像素点的有效性，并确定所述第二邻域像素点的权重值包括：
如果所述中心像素点为有效像素点，在所述计算单元计算所述中心像素点与对应第二邻域像素点之间的点相似度和对应像素块之间的块相似度后，将所述点相似度和块相似度与所述点相似阈值条件和块相似阈值条件进行比较，若满足两个阈值条件，则确定为有效像素点，具有第一权重值；若满足一个阈值条件，则确定为半有效像素点，具有第二权重值；若两个阈值条件均不满足，则确定为无效像素点，具有第三权重值；
若所述中心像素点为半有效像素点，且所述中心像素点与对应第二邻域像素点之间满足两个阈值条件之一，则确定所述第二邻域像素点为半有效像素点，具有第二权重值，否则为无效像素点，具有第三权重值；
若所述中心像素点为无效像素点，且对应的第一邻域像素点为有效像素点，则利用第二邻域像素点与其临近第一邻域像素点的点相似度和对应的块相似度判断第二邻域像素点有效性。
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