[发明专利]一种图像平滑方法及装置

权利要求书

1.一种图像平滑方法，其特征在于，包括：

对原始图像循环进行预设次数的双边滤波以及变换域滤波，以获得引导图像；

根据最小二乘法对所述原始图像、所述引导图像以及预设平滑图像构造最小二乘模型；

利用范数定义所述预设平滑图像的像素强度以及梯度，以获得所述预设平滑图像的约束函数；

根据所述最小二乘模型以及所述约束函数得到平滑能量目标函数；

利用半二次分裂法以及交替固定变量法求解所述平滑能量目标函数，以获得平滑图像；

其中，所述根据最小二乘法对所述原始图像、所述引导图像以及预设平滑图像构造最小二乘模型为：

根据所述最小二乘法以及2-范数的平方对所述原始图像、所述引导图像以及预设平滑图像构造最小二乘模型为：

式中，S为所述预设平滑图像，I为所述原始图像，G为所述引导图像，α为细节恢复因子。

2.根据权利要求1所述的图像平滑方法，其特征在于，所述利用范数定义所述预设平滑图像的像素强度以及梯度为：

利用0-范数定义所述预设平滑图像的像素强度以及梯度。

3.根据权利要求2所述的图像平滑方法，其特征在于，所述根据所述最小二乘模型以及所述约束函数得到平滑能量目标函数为：

根据所述最小二乘模型以及所述约束函数得到平滑能量目标函数为：

式中，E(S)为所述平滑能量目标函数，S为所述预设平滑图像，I为所述原始图像，G为所述引导图像，α为细节恢复因子，λ为平滑因子，为所述约束函数。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的图像平滑方法，其特征在于，所述根据最小二乘法对所述原始图像、所述引导图像以及预设平滑图像构造最小二乘模型为：

根据所述最小二乘法对经过中值滤波的原始图像、所述引导图像以及预设平滑图像构造最小二乘模型。

5.根据权利要求4所述的图像平滑方法，其特征在于，所述对原始图像循环进行预设循环次数的双边滤波以及变换域滤波，以获得引导图像包括：

S1：获取所述原始图像、常值图像、空间权重值以及范围权重值；

S2：以所述常值图像为初始引导函数，根据变换域滤波法对所述原始图像以及所述初始引导函数进行变换域滤波，得到新引导函数；

S3：根据双边滤波法对所述原始图像以及所述新引导函数进行双边滤波，得到一次引导函数；

S4：对S2以及S3循环执行所述预设次数，以获得所述引导图像。

6.根据权利要求5所述的图像平滑方法，其特征在于，所述预设次数为3次。

7.根据权利要求6所述的图像平滑方法，其特征在于，所述空间权重值以及范围权重值为：

所述空间权重值为3；

所述范围权重值为0.01。

8.根据权利要求7所述的图像平滑方法，其特征在于，所述利用半二次分裂法以及交替固定变量法求解所述平滑能量目标函数，以获得平滑图像包括：

引入辅助变量替换所述平滑能量目标函数中的约束函数项；

利用所述半二次分裂法对替换过的平滑能量目标函数进行最小化处理，加入误差惩罚项，得到平滑最小化模型；

根据所述交替固定变量法求解所述平滑最小化模型，以获得所述平滑图像。

9.一种图像平滑装置，其特征在于，包括：

滤波平滑模块，用于对原始图像循环进行预设次数的双边滤波以及变换域滤波，以获得引导图像；

建立模型模块，用于根据最小二乘法对所述原始图像、所述引导图像以及预设平滑图像构造最小二乘模型；

获取平滑图像模块，用于利用范数定义所述预设平滑图像的像素强度以及梯度，以获得所述预设平滑图像的约束函数；根据所述最小二乘模型以及所述约束函数得到平滑能量目标函数；利用半二次分裂法以及交替固定变量法求解所述平滑能量目标函数，以获得平滑图像；

其中，所述建立模型模块具体用于：

根据所述最小二乘法以及2-范数的平方对所述原始图像、所述引导图像以及预设平滑图像构造最小二乘模型为：

式中，S为所述预设平滑图像，I为所述原始图像，G为所述引导图像，α为细节恢复因子。