将像素分类为自然或合成图像内容制造技术

一种用于分析由像素矩阵构成的图像的方法，每个像素都由至少一个排列在参数矩阵（Ｙ）中的参数值定义。该方法包括在参数矩阵（Ｙ）上执行微分操作从而形成多个排列在矩阵中的微分项（Ｄ）的步骤。具有几乎相同的微分项的相邻微分项的组被确定。确定每个组中的像素的路径长度，该长度指示该组中的多个项目。基于路径长度和微分项，像素被分类为自然或合成图像内容。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分析图像的方法。本专利技术还涉及一种计算机程序产品、一种设备、一种处理装置系统以及一种计算机可读介质。CRT/LCD监视器，即用于计算机和计算机系统的监视器的特征在于具有高分辨率和低亮度。这些显示系统在下文种统称为监视器，它们典型地用于显示合成内容，比如本文或图形。现在它们都需要越来越多地显示自然内容，比如图像或视频。特别地，相对于TV监视器，CRT监视器的特征在于高分辨率和更低的亮度。这是由于实际上最初在监视器即计算机的监视器等上面所显示的内容，都是专门合成的，并且实际上特别以文本为代表。这种内容明确地需要一个高清晰度来令用户感到舒服，但是例如由于CRT中电子束的所需小点的尺寸，这也造成了亮度的降低。合成内容将在下文中被理解为一幅图像的内容，相对于自然内容而言，由于它的合成起源而具有一定更高的有序度。除去以上提到的文本例子是合成内容之外，图标、符号和任意种类的某些构造形式、图形或图片都必须被理解为合成内容。相反地，自然内容在下文中被理解为任何自然起源的图像，特别地不是类似于数字照片、视频片断和类似图像的构造起源，该类似图像是任意输入合成光栅图像的部分。现今的形势已可观地改变因特网和多媒体技术(比如DVD和图像存储与传输)引起了自然TV形式的内容在监视器中应用的增加。这种新形势造成了监视器的一系列问题，因为它们最初都不是为显示合成图像以及自然图像而设计的。特别地，用于PC应用的任何监视器都面临这个问题，特别是CRT和LCD监视器和平面监视器。此外，相关的处理器装置系统比如视频卡、视频芯片、多媒体芯片、处理器单元、帧缓冲器和VRAM存储器(即适用于处理包括合成和自然内容的图像)都面临这样的问题。包括合成和自然内容的图像被称为具有复合内容。当今的普通显示装置，特别是监视器装置、装置以及处理器装置系统都需要以高分辨率和可忽略的亮度损失、以及用于复合内容图像的可接受的处理性能和时间来执行图像处理。已有了增强的方法来显著提高上述性能，特别是视觉性能。为了有效加强图像处理的性能，上述处理可被应用并且限制在显示系统的特定区域内，比如在一个显示自然内容的屏幕中。这样的“基于视窗”的由用户进行的手动选择是一个尽管低效但是简单的识别区域的方法，当整个视窗的内容都是自然的时可被采用。如US 6,195,459B1所述的基于模糊检测规则的图像检测的检测方案是可用的，但是缺乏可靠性。遗憾的是，同样的方法不能被用于同一个视窗中的复合内容，该内容典型的是网页，这是因为对纯文本或图形的增强技术的应用可能导致显著的可察觉视觉质量的降低。然而，为了获得显示于监视器上的自然图像的质量的显著提高而应用的视频增强算法，当应用于纯文本或图形时是不利的。因此，应用这样的算法的结果通常不充分。因此，对于任意种类的复合内容图像，可靠地分辨出自然和合成内容变得尤为重要。本专利技术的目的在于提供一种用于分析图像的改进方法，即特别的是用于检测复合内容的数字图像中的哪些区域包含自然图像内容而哪些区域包含合成图像内容的方法。此外，本专利技术的目的在于提供一种计算机程序产品、一种设备、一种处理器装置系统以及一种可执行上述方法的计算机可读介质。本专利技术由独立权利要求所定义的。从属权利要求定义优选的实施例。本专利技术的基本优点在于根据本专利技术的方法使得图像处理自动适应于在一个特定时刻所显示或处理的图像内容成为可能。基本的思想是能够从合成图像中分辨出自然图像内容。该分辨是根据本专利技术的基本构思通过局部图像信息和整体图像信息的混合的方法来执行的。整体信息是关于组的信息，比如路径长度。局部信息由每个像素的微分项提供。可从这种分辨受益的其它应用是图像压缩技术，它可对自然和合成图像内容分别采用不同的编码方案。特别地，这涉及到图像压缩技术，比如编码视频图像和文本/图形。上述提出的方法实质上可被划分为三个步骤，其中每个步骤包括出其不意的观念。在第一步中，该方法处理像素的一个或多个相关的参数值。此外，局部图像信息通过参数矩阵的微分给出，而整体图像信息则通过具有相同微分项的相邻像素组给出。关于第二步，所有的实验观察都显示对于自然图像内容找到长路径的几率是很低的。该几率随着微分项的增加而减小。相反地，在合成图像内容中这个几率较高。概念就是使用这个特征来在复合图像内容中一方面分辨自然图像内容，另一方面分辨合成图像内容。特别地，考虑到复合图像内容，这个观念可通过观察自然图像内容比合成图像内容更加“破碎”，因此自然图像内容的路径长度更难变得很长来解释。考虑到自然图像内容和合成图像内容的一般比较，因此自然图像内容的路径更不可能变得很长。因而，该方法的第三步利用一个阈值函数T(D)来执行阈值操作。计算每个组的长度如果路径长度和微分项的组合高于阈值，那么所有属于这个组的像素被认为是合成的，并且这个组被标记为属于合成图像内容。否则，像素被认为是自然的并且该组被标记为属于自然图像内容。考虑到梯度值，自然图像内容的阈值更高一些，因为自然图像通常的特征在于像素之间具有较低的梯度，因而更可能具有长的组。由于考虑到较低梯度和较高梯度之间的比较，因此在较低梯度的情况下长的组更可能对应于自然图像内容。相反地，在高梯度值时阈值必须较低，因为高梯度值典型的属于合成图像。上述方法提供了对从包括在复合图像内容中的合成图像内容中分辨出自然图像的质量改进。在一种优选的配置方案中，如果微分项D中一个像素的微分项不大于一个最小项目值，该像素就被分类为背景图像内容。所述改进从下列观念获得，具有低值的像素被分开考虑，因为它们代表背景，并且可能属于合成图像内容也可能属于自然图像内容。因此，所有具有不大于最小项目值的组都被标记为属于背景图像内容，与路径长度无关。如果预定的最大差值为零，将获得一种更进一步改进的配置方案。这个配置方案减短了处理时间。如果至少一个参数值对应于像素的亮度也同样是优选的。亮度是用于分析图像的相关参数，因为它包含图像能量以及关于形状的信息的主要部分，换句话说，包括内容检测所需的内容。如果通过选择两个梯度的最大值来确定像素的微分项，将更加有利-亮度的第一梯度为沿着矩阵中一行像素的第一方向的矩阵中的像素位置的函数；以及-亮度的第二梯度为沿着矩阵中另一行像素的与第一方向垂直的第二方向的矩阵中的位置的函数。第一和第二梯度可以是梯度的正或负值，或者梯度的绝对值。如果最小项目值是零将更加有利。它已经作为一个合适的值来将像素分类为背景图像内容。在一种进一步优选的方案中，具有被分类为背景图像内容的像素的背景组中的像素，被分类为自然图像内容，如果-背景组具有少于预定数量的具有被分类为合成图像内容SYNT的像素的相邻组，并且-背景组具有最小数量的具有被分类为自然图像内容NAT的像素的邻近组。否则就被分类为合成图像内容。通过对被标记为背景图像内容的像素执行关系分析，被标记为背景图像内容的像素可转换成合成图像内容或自然图像内容。这可通过分析背景图像内容的周围图像内容来执行。如下将获得进一步的改进，在被分类为自然图像内容的组中的那些像素，在下列情况被分类为合成图像内容，即如果-相邻组具有被分类为合成图像内容的像素，以及-该组的路径长度低于阈值长度。重要的是，上述最后提及的改进步骤是在前述步骤之后执行来改进图像内容的校正检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分析由像素矩阵构成的图像的方法，每个像素都由至少一个排列在参数矩阵（Ｙ）中的参数值定义，该方法包括下列步骤：－在参数矩阵（Ｙ）上执行微分操作来提供多个排列在矩阵中的微分项（Ｄ），－确定相邻微分项的组相互之间偏离不超过预定 的最大差值；－为每个组确定路径长度，指示该组中的多个相邻微分项，并且将所述的路径长度分配给所述组中的每个像素，－将像素分类－为合成图像内容（ＳＹＮＴ），如果分配给所述像素的路径长度和所述像素的微分项的组合超过阈值函数 （Ｔ（Ｄ）），以及－为自然图像内容（ＮＡＴ），如果分配给所述像素的路径长度和所述像素的微分项的组合低于阈值函数（Ｔ（Ｄ））。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M马科尼，A里滋，M特雷维桑，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]