CN110517201B - 循环保边平滑滤波的方法、装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种循环保边平滑滤波的方法、装置和电子设备，该方法包括：获取目标场景的彩色图像和彩色图像对应的待滤波初始图像；将待滤波初始图像作为首个待滤波图像；进行如下循环保边平滑滤波处理：对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理，得到本次平滑滤波图像；对当前待滤波图像进行更新，并基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理。该方法能够根据更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否可以提前结束循环保边平滑滤波处理，而无需达到预设循环次数，即该方法能够自适应于彩色图像的场景，减少了图像处理的耗时。

Description

循环保边平滑滤波的方法、装置和电子设备

技术领域

本发明涉及图像处理的技术领域，尤其是涉及一种循环保边平滑滤波的方法、装置和电子设备。

背景技术

保边平滑滤波是一种广泛应用在计算机视觉、计算机图形等任务中的滤波算法。旨在平滑图像细节的同时保留图像中的边缘。在业界应用的算法多为循环保边平滑滤波器(例如：domain transform filter，域变换过滤器)，其比另外一类基于bilateral filter(双边滤波器)的保边平滑滤波器更优，后者通常耗时比较长，其加速版本多为基于量化的思想实现，最终得到的图像效果较差。

在实际应用中，循环保边平滑滤波器为了保证在所有待滤波图像的场景下都达到理想的滤波效果，其循环保边平滑滤波的循环迭代次数通常为很大的定值，在低端设备上运行，或者是对很大尺寸的待滤波图像进行滤波时，无法保证算法的流畅度。而实际上循环保边平滑滤波器的滤波效果和待滤波图像的场景相关，对于有些待滤波图像的场景来讲，在进行循环保边平滑滤波时，完全不需要进行上述多次的循环迭代，也能达到相当的滤波效果。

综上，现有的循环保边平滑滤波器由于循环迭代次数多，导致图像处理的时间长。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种循环保边平滑滤波的方法、装置和电子设备，以缓解现有的循环保边平滑滤波器在对图像处理时，耗时长的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种循环保边平滑滤波的方法，应用于循环保边平滑滤波器，包括：获取目标场景的彩色图像，以及所述彩色图像对应的待滤波初始图像；将所述待滤波初始图像作为首个待滤波图像；进行如下循环保边平滑滤波处理：基于所述彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理，得到本次平滑滤波图像；基于所述本次平滑滤波图像和所述待滤波初始图像对所述当前待滤波图像进行更新，并基于更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像，以及所述待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理；如果是，将所述更新后的待滤波图像作为当前待滤波图像，返回执行基于所述彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理的步骤；如果否，将所述更新后的待滤波图像作为所述循环保边平滑滤波器对所述待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像。

进一步的，在基于所述本次平滑滤波图像和所述待滤波初始图像对所述当前待滤波图像进行更新之后，在基于所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像，以及所述待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理之前，所述方法还包括：判断所述循环保边平滑滤波处理的循环次数是否达到预设循环次数；如果达到所述预设循环次数，则结束所述循环保边平滑滤波处理，并将所述更新后的待滤波图像作为所述循环保边平滑滤波器对所述待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像；如果未达到所述预设循环次数，则基于所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像，以及所述待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理。

进一步的，获取目标场景的彩色图像，以及所述彩色图像对应的待滤波初始图像的步骤包括：获取目标场景的彩色图像；对所述彩色图像进行图像分割处理，得到所述彩色图像对应的待滤波初始图像。

进一步的，基于所述本次平滑滤波图像和所述待滤波初始图像对所述当前待滤波图像进行更新的步骤包括：根据待滤波图像的更新算式

更新所述当前待滤波图像，得到所述更新后的待滤波图像；z_i表示所述更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，

表示所述本次平滑滤波图像的第i个像素点的像素值，t_i表示所述待滤波初始图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数，λ表示预设系数。

进一步的，基于所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像，以及所述待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理的步骤包括：计算所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像之间的第一相似度；计算所述更新后的待滤波图像和所述待滤波初始图像之间的第二相似度；根据所述第一相似度和所述第二相似度确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理。

进一步的，计算所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像之间的第一相似度的步骤包括：根据第一相似度计算算式

计算所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像之间的第一相似度；F₁表示所述第一相似度，z_i表示所述更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，

表示所述本次平滑滤波图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数，λ表示预设系数。

进一步的，计算所述更新后的待滤波图像和所述待滤波初始图像之间的第二相似度的步骤包括：根据第二相似度计算算式

计算所述更新后的待滤波图像和所述待滤波初始图像之间的第二相似度；F₂表示所述第二相似度，z_i表示所述更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，t_i表示所述待滤波初始图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数。

进一步的，根据所述第一相似度和所述第二相似度确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理的步骤包括：根据所述第一相似度和所述第二相似度确定滤波代价值；所述滤波代价值用于表征滤波效果；如果所述滤波代价值小于预设代价阈值，则结束所述循环保边平滑滤波处理；如果所述滤波代价值不小于所述预设代价阈值，则进行下一次循环保边平滑滤波处理。

进一步的，根据所述第一相似度和所述第二相似度确定滤波代价值的步骤包括：将所述第一相似度和所述第二相似度的和作为所述滤波代价值。

第二方面，本发明实施例还提供了一种循环保边平滑滤波的装置，应用于循环保边平滑滤波器，包括：获取单元，用于获取目标场景的彩色图像，以及所述彩色图像对应的待滤波初始图像；初始化单元，用于将所述待滤波初始图像作为首个待滤波图像；循环保边平滑滤波处理单元，用于进行如下循环保边平滑滤波处理：基于所述彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理，得到本次平滑滤波图像；基于所述本次平滑滤波图像和所述待滤波初始图像对所述当前待滤波图像进行更新，并基于更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像，以及所述待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理；如果是，将所述更新后的待滤波图像作为当前待滤波图像，返回执行基于所述彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理的步骤；如果否，将所述更新后的待滤波图像作为所述循环保边平滑滤波器对所述待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一项所述的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述第一方面任一项所述的方法的步骤。

在本发明实施例中，先获取目标场景的彩色图像，以及彩色图像对应的待滤波初始图像；然后，将待滤波初始图像作为首个待滤波图像；进行如下循环保边平滑滤波处理：先基于彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理，得到本次平滑滤波图像；进而，基于本次平滑滤波图像和待滤波初始图像对当前待滤波图像进行更新，并基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理，如果是，将更新后的待滤波图像作为当前待滤波图像，返回执行基于彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理的步骤；如果否，将更新后的待滤波图像作为循环保边平滑滤波器对待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像。通过上述描述可知，该方法在进行每次的循环保边平滑滤波处理时，都会基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理，也就是，该循环保边平滑滤波的方法能够根据更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否可以提前结束循环保边平滑滤波处理，而无需达到预设循环次数，即该方法能够自适应于彩色图像的场景，减少了图像处理的耗时，缓解了现有的循环保边平滑滤波器在对图像处理时，耗时长的技术问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电子设备的示意图；

图2为本发明实施例提供的循环保边平滑滤波的方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的另一种循环保边平滑滤波的方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理的方法流程图；

图5为本发明实施例提供的根据第一相似度和第二相似度确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理的方法流程图；

图6为本发明实施例提供的循环保边平滑滤波的装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例1：

首先，参照图1来描述用于实现本发明实施例的电子设备100，该电子设备可以用于运行本发明各实施例的循环保边平滑滤波的方法。

如图1所示，电子设备100包括一个或多个处理器102、一个或多个存储器104、输入装置106、输出装置108以及摄像机110，这些组件通过总线系统112和/或其它形式的连接机构(未示出)互连。应当注意，图1所示的电子设备100的组件和结构只是示例性的，而非限制性的，根据需要，所述电子设备也可以具有其他组件和结构。

所述处理器102可以采用数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processing)、现场可编程门阵列(FPGA，Field－Programmable Gate Array)、可编程逻辑阵列(PLA，Programmable Logic Array)和ASIC(Application Specific Integrated Circuit)中的至少一种硬件形式来实现，所述处理器102可以是中央处理单元(CPU，Central ProcessingUnit)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制所述电子设备100中的其它组件以执行期望的功能。

所述存储器104可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器102可以运行所述程序指令，以实现下文所述的本发明实施例中(由处理器实现)的客户端功能以及/或者其它期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据，例如所述应用程序使用和/或产生的各种数据等。

所述输入装置106可以是用户用来输入指令的装置，并且可以包括键盘、鼠标、麦克风和触摸屏等中的一个或多个。

所述输出装置108可以向外部(例如，用户)输出各种信息(例如，图像或声音)，并且可以包括显示器、扬声器等中的一个或多个。

所述摄像机110用于进行彩色图像的采集，其中，摄像机所采集的彩色图像经过所述循环保边平滑滤波的方法进行处理之后得到保边平滑滤波处理图像，例如，摄像机可以拍摄用户期望的图像(例如照片、视频等)，然后，将该图像经过所述循环保边平滑滤波的方法进行处理之后得到保边平滑滤波处理图像，摄像机还可以将所拍摄的图像存储在所述存储器104中以供其它组件使用。

示例性地，用于实现根据本发明实施例的循环保边平滑滤波的方法的电子设备可以被实现为诸如智能手机、平板电脑等智能移动终端，还可以被实现为其它任何具备计算能力的设备。

实施例2：

根据本发明实施例，提供了一种循环保边平滑滤波的方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2是根据本发明实施例的一种循环保边平滑滤波的方法的流程图，该方法应用于循环保边平滑滤波器(例如：domain transform filter，域变换过滤器，本实施例对该循环保边平滑滤波器不进行具体限定)，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S202，获取目标场景的彩色图像，以及彩色图像对应的待滤波初始图像。

在本发明实施例中，目标场景可以为任意场景，上述彩色图像可以是相机、摄像头等拍摄设备对目标场景进行拍摄得到的图像，也可以是预先存储的任意场景的彩色图像，还可以是从目标位置下载的任意场景的彩色图像，本实施例对上述目标场景以及获取目标场景的彩色图像的方式不做具体限定。

上述彩色图像对应的待滤波初始图像是对彩色图像进行图像分割处理得到的，是需要做保边平滑滤波处理的图像，对其进行保边平滑滤波处理时，需要彩色图像作为引导来辅助修正待滤波初始图像的边缘。

步骤S204，将待滤波初始图像作为首个待滤波图像，并进行如下步骤S2041至步骤S2043循环保边平滑滤波处理的过程。

在进行循环保边平滑滤波处理时，需要循环的初始值，本实施例给出了一种确定循环的初始值的实现方式，包括：将待滤波初始图像作为首个待滤波图像，该首个待滤波图像即为循环的初始值。

得到循环的初始值后，即可进行下述步骤S2041至步骤S2043的循环保边平滑滤波处理的过程。

步骤S2041，基于彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理，得到本次平滑滤波图像。

在进行每次的循环保边平滑滤波处理时，基于彩色图像对当前待滤波图像的进行保边平滑滤波处理。若该次循环保边平滑滤波处理为第一次循环保边平滑滤波处理，则当前待滤波图像为上述步骤S204得到的首个待滤波图像；若该次循环保边平滑滤波处理不是第一次循环保边平滑滤波处理，则当前待滤波图像为上一次循环保边平滑滤波处理输出的图像(步骤S2042至步骤S206再进行具体介绍)。

另外，基于彩色图像对当前待滤波图像的进行保边平滑滤波处理的具体过程为：基于彩色图像对当前待滤波图像的各个像素点进行保边平滑滤波处理。例如，对当前待滤波图像的A像素点进行保边平滑滤波处理时，滤波器中滤波核的权重由与当前待滤波图像的A像素点对应的彩色图像的像素点的像素值确定，进而由上述权重确定的滤波核实现对A像素点的保边平滑滤波处理，如此便能得到本次平滑滤波图像。

步骤S2042，基于本次平滑滤波图像和待滤波初始图像对当前待滤波图像进行更新。

在得到本次平滑滤波图像后，进一步基于本次平滑滤波图像和待滤波初始图像对当前待滤波图像进行更新，该更新后的待滤波图像也即本次循环保边平滑滤波处理输出的图像，下文中再对更新当前待滤波图像的过程进行详细介绍。

步骤S2043，基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理。如果是，则执行步骤S206；如果否，执行步骤S208。

在得到更新后的待滤波图像后，基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像决定是否还需要进行下一次循环保边平滑滤波处理，也就是确定是不是可以提早结束循环保边平滑滤波处理的过程。

而基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像决定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理的依据是：经过该次的循环保边平滑滤波后，得到的更新后的待滤波图像的图像效果是否已经满足要求，具体可根据更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像之间的第一相似度，以及，更新后的待滤波图像和待滤波初始图像之间的第二相似度确定更新后的待滤波图像的图像效果是否已经满足要求，下文中再对该过程进行详细介绍。

显然，上述确定是否需要进行下一次循环保边平滑滤波处理的过程是从输出图像的图像效果为出发点的，能自适应于彩色图像的场景，可在确保图像效果的同时，通过减少循环迭代次数减少图像处理的耗时。

步骤S206，将更新后的待滤波图像作为当前待滤波图像，返回执行基于彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理的步骤。

步骤S208，将更新后的待滤波图像作为循环保边平滑滤波器对待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像。

在本发明实施例中，先获取目标场景的彩色图像，以及彩色图像对应的待滤波初始图像；然后，将待滤波初始图像作为首个待滤波图像；进行如下循环保边平滑滤波处理：先基于彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理，得到本次平滑滤波图像；进而，基于本次平滑滤波图像和待滤波初始图像对当前待滤波图像进行更新，并基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理，如果是，将更新后的待滤波图像作为当前待滤波图像，返回执行基于彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理的步骤；如果否，将更新后的待滤波图像作为循环保边平滑滤波器对待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像。通过上述描述可知，该方法在进行每次的循环保边平滑滤波处理时，都会基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理，也就是，该循环保边平滑滤波的方法能够根据更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否可以提前结束循环保边平滑滤波处理，而无需达到预设循环次数，即该方法能够自适应于彩色图像的场景，减少了图像处理的耗时，缓解了现有的循环保边平滑滤波器在对图像处理时，耗时长的技术问题。

上述内容仅介绍了一种确定是否结束循环保边平滑滤波处理的实现方式，本实施例还提供了另外一种确定是否结束循环保边平滑滤波处理的实现方式，参考图3所示的另一种循环保边平滑滤波的方法的流程图，该循环保边平滑滤波的方法在图2所示方法的基础上，还包括如下步骤：

步骤S301，判断循环保边平滑滤波处理的循环次数是否达到预设循环次数。如果达到预设循环次数，则执行步骤S206；如果未达到预设循环次数，则执行步骤S2043。

步骤S208，将更新后的待滤波图像作为循环保边平滑滤波器对待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像。

步骤S2043，基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理。

上述预设循环次数可以为循环保边平滑滤波器想要达到理想效果本身需要做的循环次数(通常为一个较大的定值)。通过上述内容的描述可知，在每次循环保边平滑滤波处理的过程中，如果判断得到循环保边平滑滤波处理的循环次数达到了预设循环次数，那么结束循环；如果判断得到循环保边平滑滤波处理的循环次数未达到预设循环次数，那么进一步基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否需要提早结束循环，由此可见，本实施例的方法在确保输出图像效果的前提下，可最大限度的减少图像处理的耗时。

上述内容对本发明的循环保边平滑滤波的方法进行了简要介绍，下面对其中涉及到的具体内容进行详细描述。

在本实施例中，给出了上述步骤S202，获取目标场景的彩色图像，以及彩色图像对应的待滤波初始图像的一种实现方式，包括如下(1)和(2)的步骤：

(1)获取目标场景的彩色图像。

(2)对彩色图像进行图像分割处理，得到彩色图像对应的待滤波初始图像。

其中，图像分割通常用于定位图像中的物体和边界，是对图像中每个像素点添加标签的过程，这一过程能够使得具有相同标签的像素点具有共同的视觉特性。

在本实施例中，给出了上述图像分割处理的一种实现方式，包括：

基于语义分割算法，对彩色图像进行图像分割处理，得到彩色图像对应的待滤波初始图像。

另外，除上述语义分割算法外，还可以采用其它图像分割算法对彩色图像进行图像分割处理，进而得到彩色图像对应的待滤波初始图像。该待滤波初始图像可以是灰度图，也可以是彩色图，其它图像分割算法还可以为：基于边缘检测的分割方法、基于阈值的分割方法、基于区域的分割方法等，本实施例对上述图像分割算法不做具体限定。

在本实施例中，给出了上述步骤S2042，基于本次平滑滤波图像和待滤波初始图像对当前待滤波图像进行更新的一种实现方式，包括：

根据待滤波图像的更新算式

更新当前待滤波图像，得到更新后的待滤波图像；z_i表示更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，

表示本次平滑滤波图像的第i个像素点的像素值，t_i表示待滤波初始图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数，λ表示预设系数。

可见，更新后的待滤波图像中各个像素点的像素值是本次平滑滤波图像和待滤波初始图像中，像素点对像素值的加权和。需要说明的是，上述像素值可以为0至255之间的任一值。

在本实施例中，给出了上述步骤S2043，基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理的一种实现方式，参考图4，包括如下步骤：

步骤S401，计算更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像之间的第一相似度。

在本发明实施例中，评价更新后的待滤波图像(即某次循环保边平滑滤波处理输出的图像)的图像效果时，是通过计算更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像之间的第一相似度，以及，计算更新后的待滤波图像和待滤波初始图像之间的第二相似度实现的。

因为在进行循环保边平滑滤波处理时，既要保证输出的图像与本次平滑滤波图像尽可能接近，又要保证输出的图像与待滤波初始图像尽可能接近。上述第一相似度衡量了用彩色图像进行边缘修复(即保边平滑滤波处理)的程度，其值越小，说明该次循环保边平滑滤波处理输出的图像的边缘与彩色图像的边缘越接近，边缘修复的越好。第二相似度衡量了与待滤波初始图像的相似程度，其值越小，说明该次循环保边平滑滤波处理输出的图像与待滤波初始图像越接近，图像效果越好。

在计算更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像之间的第一相似度时，可以通过如下方式实现：

根据第一相似度计算算式

计算更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像之间的第一相似度；F₁表示第一相似度，z_i表示更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，

表示本次平滑滤波图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数，λ表示预设系数。

由上述第一相似度计算算式可知，第一相似度是通过更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像之间像素点对像素差值的平方，并对所有像素点求和得到的。需要说明的是，上述像素值可以为0至255之间的任一值。

步骤S402，计算更新后的待滤波图像和待滤波初始图像之间的第二相似度。

在计算更新后的待滤波图像和待滤波初始图像之间的第二相似度时，可以通过如下方式实现：

根据第二相似度计算算式

计算更新后的待滤波图像和待滤波初始图像之间的第二相似度；F₂表示第二相似度，z_i表示更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，t_i表示待滤波初始图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数。

由上述第二相似度计算算式可知，第二相似度是通过更新后的待滤波图像和待滤波初始图像之间像素点对像素差值的平方，并对所有像素点求和得到的。需要说明的是，上述像素值可以为0至255之间的任一值。

步骤S403，根据第一相似度和第二相似度确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理。

参考图5，上述步骤S403，根据第一相似度和第二相似度确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理的过程包括如下步骤：

步骤S4031，根据第一相似度和第二相似度确定滤波代价值。其中，滤波代价值用于表征滤波效果。

在本发明实施例中，将第一相似度和第二相似度的和作为滤波代价值。

综合上述内容可知，滤波代价值的计算算式为：

同时，通过上述内容的描述可知，滤波代价值越小，说明滤波效果越好。实际上，上述滤波代价值的计算算式可以看作是一个滤波代价函数，目标就是使得上述滤波代价函数的值最终小于预设代价阈值(其值可以根据需要进行调节)。

另外，需要说明的是上述待滤波图像的更新算式是通过对上述滤波代价函数进行求导，进而使得导数等于0推导得到的。

步骤S4032，如果滤波代价值小于预设代价阈值，则结束循环保边平滑滤波处理。

步骤S4033，如果滤波代价值不小于预设代价阈值，则进行下一次循环保边平滑滤波处理。

通过上述的描述可知，在每次进行循环保边平滑滤波处理的过程中，都需要计算滤波代价值，但计算滤波代价值的复杂度很低，远低于进行一次循环保边平滑滤波处理的过程，因此，计算滤波代价值的耗时也远小于进行一次循环保边平滑滤波处理的耗时，这样，通过耗时短的滤波代价值的计算过程来判断是否可以提前终止循环的思路，可以减少循环保边平滑滤波器图像处理时的耗时，同时也保证了滤波器的效果。

在得到保边平滑滤波处理图像(具体为alpha图)后，该保边平滑滤波处理图像可以用在背景替换、景深效果渲染、人像虚化等图像处理功能中。

实施例3：

本发明实施例还提供了一种循环保边平滑滤波的装置，该循环保边平滑滤波的装置主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的循环保边平滑滤波的方法，以下对本发明实施例提供的循环保边平滑滤波的装置做具体介绍。

图6是根据本发明实施例的一种循环保边平滑滤波的装置的示意图，该装置应用于循环保边平滑滤波器，如图6所示，该循环保边平滑滤波的装置主要包括：获取单元10、初始化单元20、循环保边平滑滤波处理单元30，其中：

获取单元，用于获取目标场景的彩色图像，以及彩色图像对应的待滤波初始图像；

初始化单元，用于将待滤波初始图像作为首个待滤波图像；

循环保边平滑滤波处理单元，用于进行如下循环保边平滑滤波处理：

基于彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理，得到本次平滑滤波图像；基于本次平滑滤波图像和待滤波初始图像对当前待滤波图像进行更新，并基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理；

如果是，将更新后的待滤波图像作为当前待滤波图像，返回执行基于彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理的步骤；

如果否，将更新后的待滤波图像作为循环保边平滑滤波器对待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像。

在本发明实施例中，先获取目标场景的彩色图像，以及彩色图像对应的待滤波初始图像；然后，将待滤波初始图像作为首个待滤波图像；进行如下循环保边平滑滤波处理：先基于彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理，得到本次平滑滤波图像；进而，基于本次平滑滤波图像和待滤波初始图像对当前待滤波图像进行更新，并基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理，如果是，将更新后的待滤波图像作为当前待滤波图像，返回执行基于彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理的步骤；如果否，将更新后的待滤波图像作为循环保边平滑滤波器对待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像。通过上述描述可知，该方法在进行每次的循环保边平滑滤波处理时，都会基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理，也就是，该循环保边平滑滤波的方法能够根据更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否可以提前结束循环保边平滑滤波处理，而无需达到预设循环次数，即该方法能够自适应于彩色图像的场景，减少了图像处理的耗时，缓解了现有的循环保边平滑滤波器在对图像处理时，耗时长的技术问题。

可选地，该装置还用于：判断循环保边平滑滤波处理的循环次数是否达到预设循环次数；如果达到预设循环次数，则结束循环保边平滑滤波处理，并将更新后的待滤波图像作为循环保边平滑滤波器对待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像；如果未达到预设循环次数，则基于更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像，以及待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理。

可选地，上述获取单元还用于：获取目标场景的彩色图像；对彩色图像进行图像分割处理，得到彩色图像对应的待滤波初始图像。

可选地，上述循环保边平滑滤波处理单元还用于：根据待滤波图像的更新算式

更新当前待滤波图像，得到更新后的待滤波图像；z_i表示更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，

表示本次平滑滤波图像的第i个像素点的像素值，t_i表示待滤波初始图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数，λ表示预设系数。

可选地，上述循环保边平滑滤波处理单元还用于：计算更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像之间的第一相似度；计算更新后的待滤波图像和待滤波初始图像之间的第二相似度；根据第一相似度和第二相似度确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理。

可选地，上述循环保边平滑滤波处理单元还用于：根据第一相似度计算算式

计算更新后的待滤波图像和本次平滑滤波图像之间的第一相似度；F₁表示第一相似度，z_i表示更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，

表示本次平滑滤波图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数，λ表示预设系数。

可选地，上述循环保边平滑滤波处理单元还用于：根据第二相似度计算算式

计算更新后的待滤波图像和待滤波初始图像之间的第二相似度；F₂表示第二相似度，z_i表示更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，t_i表示待滤波初始图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数。

可选地，上述循环保边平滑滤波处理单元还用于：根据第一相似度和第二相似度确定滤波代价值；滤波代价值用于表征滤波效果；如果滤波代价值小于预设代价阈值，则结束循环保边平滑滤波处理；如果滤波代价值不小于预设代价阈值，则进行下一次循环保边平滑滤波处理。

可选地，上述循环保边平滑滤波处理单元还用于：将第一相似度和第二相似度的和作为滤波代价值。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

在本发明的另一个实施中，还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机运行所述计算机程序时执行上述方法实施例2中任一项所述的方法的步骤。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种循环保边平滑滤波的方法，其特征在于，应用于循环保边平滑滤波器，包括：

获取目标场景的彩色图像，以及所述彩色图像对应的待滤波初始图像；

将所述待滤波初始图像作为首个待滤波图像；

进行如下循环保边平滑滤波处理：

基于所述彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理，得到本次平滑滤波图像；基于所述本次平滑滤波图像和所述待滤波初始图像对所述当前待滤波图像进行更新，并基于更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像，以及所述待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理；

如果是，将所述更新后的待滤波图像作为当前待滤波图像，返回执行基于所述彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理的步骤；

如果否，将所述更新后的待滤波图像作为所述循环保边平滑滤波器对所述待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述本次平滑滤波图像和所述待滤波初始图像对所述当前待滤波图像进行更新之后，在基于所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像，以及所述待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理之前，所述方法还包括：

判断所述循环保边平滑滤波处理的循环次数是否达到预设循环次数；

如果达到所述预设循环次数，则结束所述循环保边平滑滤波处理，并将所述更新后的待滤波图像作为所述循环保边平滑滤波器对所述待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像；

如果未达到所述预设循环次数，则基于所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像，以及所述待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取目标场景的彩色图像，以及所述彩色图像对应的待滤波初始图像的步骤包括：

获取目标场景的彩色图像；

对所述彩色图像进行图像分割处理，得到所述彩色图像对应的待滤波初始图像。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述本次平滑滤波图像和所述待滤波初始图像对所述当前待滤波图像进行更新的步骤包括：

根据待滤波图像的更新算式

更新所述当前待滤波图像，得到所述更新后的待滤波图像；z_i表示所述更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，

表示所述本次平滑滤波图像的第i个像素点的像素值，t_i表示所述待滤波初始图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数，λ表示预设系数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像，以及所述待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理的步骤包括：

计算所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像之间的第一相似度；

计算所述更新后的待滤波图像和所述待滤波初始图像之间的第二相似度；

根据所述第一相似度和所述第二相似度确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，计算所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像之间的第一相似度的步骤包括：

根据第一相似度计算算式

计算所述更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像之间的第一相似度；F₁表示所述第一相似度，z_i表示所述更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，

表示所述本次平滑滤波图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数，λ表示预设系数。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，计算所述更新后的待滤波图像和所述待滤波初始图像之间的第二相似度的步骤包括：

根据第二相似度计算算式

计算所述更新后的待滤波图像和所述待滤波初始图像之间的第二相似度；F₂表示所述第二相似度，z_i表示所述更新后的待滤波图像的第i个像素点的像素值，t_i表示所述待滤波初始图像的第i个像素点的像素值，i的取值为1，2，3，…，M，M表示像素点的个数。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一相似度和所述第二相似度确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理的步骤包括：

根据所述第一相似度和所述第二相似度确定滤波代价值；所述滤波代价值用于表征滤波效果；

如果所述滤波代价值小于预设代价阈值，则结束所述循环保边平滑滤波处理；

如果所述滤波代价值不小于所述预设代价阈值，则进行下一次循环保边平滑滤波处理。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述第一相似度和所述第二相似度确定滤波代价值的步骤包括：

将所述第一相似度和所述第二相似度的和作为所述滤波代价值。

10.一种循环保边平滑滤波的装置，其特征在于，应用于循环保边平滑滤波器，包括：

获取单元，用于获取目标场景的彩色图像，以及所述彩色图像对应的待滤波初始图像；

初始化单元，用于将所述待滤波初始图像作为首个待滤波图像；

循环保边平滑滤波处理单元，用于进行如下循环保边平滑滤波处理：

基于所述彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理，得到本次平滑滤波图像；基于所述本次平滑滤波图像和所述待滤波初始图像对所述当前待滤波图像进行更新，并基于更新后的待滤波图像和所述本次平滑滤波图像，以及所述待滤波初始图像确定是否进行下一次循环保边平滑滤波处理；

如果是，将所述更新后的待滤波图像作为当前待滤波图像，返回执行基于所述彩色图像对当前待滤波图像进行保边平滑滤波处理的步骤；

如果否，将所述更新后的待滤波图像作为所述循环保边平滑滤波器对所述待滤波初始图像处理得到的保边平滑滤波处理图像。

11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至9中任一项所述的方法。

12.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机运行所述计算机程序时执行上述权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。

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