CN103473543B - 用于提取图像中对象边界的装置、方法以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于提取图像中对象边界的装置、方法以及电子设备，以至少克服现有的边界提取技术中存在的提取精度低或者需要多次手工调整的问题。上述装置包括：用于确定图像中对象的边界的起点和终点、以及确定与上述起点和终点相关的参考点的位置的位置确定单元；用于确定边界的第一方向的第一方向确定单元；用于获得第一区域的梯度图的梯度图获得单元；用于衰减梯度图中第二区域的梯度的梯度衰减单元；以及用于提取对象边界的提取单元。上述方法用于执行能够实现上述装置的功能的处理。上述电子设备包括上述装置。本发明的上述技术能够提高边界提取的精度，可以应用于图像处理领域。

Description

用于提取图像中对象边界的装置、方法以及电子设备

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种用于提取图像中对象边界的装置、方法以及电子设备。

背景技术

随着现代电子科技的发展，诸如数码相机、扫描仪等产品越来越被广泛地应用于人们的日常生活、工作等各个领域。然而，诸如数码相机、扫描仪等产品针对文档、实物等对象所捕获的图像，都存在如透视变换、拉伸变形等失真的可能。为了去除图像失真，得到准确的对象边界变得较为重要。

无论使用什么边界追踪算法，都不能达到100%的准确率。因此，在提取图像中对象边界时通常需要用户的交互，例如通过用户点击鼠标来输入正确的边界点。然而，这种利用基于已知边界点来提取对象边界的技术所提取的对象边界常常精度较低。

此外，另一些传统的边界提取技术采用几个控制点来代表整条曲线，用户可以调整每个控制点的纵坐标，边界曲线采用局部拟合这些控制点来获得更新。为了调整整条曲线，用户需要多次手工调整，最终得到的曲线也不是整体意义上的平滑。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的之一是提供一种用于提取图像中对象边界的装置、方法以及电子设备，以至少克服现有的边界提取技术中存在的提取精度低或者需要多次手工调整的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于提取图像中对象边界的装置，包括：位置确定单元，其被配置用于确定上述图像中的对象的边界的起点和终点，以及确定与上述起点和上述终点相关的参考点的位置；第一方向确定单元，其被配置用于确定上述边界的第一方向；第二方向确定单元，其被配置用于确定与上述边界的第一方向相交的第二方向；梯度图获得单元，其被配置用于在上述图像中确定包含上述起点、上述终点和上述参考点的第一区域，并获得上述第一区域的梯度图；梯度衰减单元，其被配置用于在上述参考点的沿第二方向的两侧中的至少一侧确定至少一个第二区域，并在上述梯度图中对上述第二区域的梯度进行衰减；以及提取单元，其被配置用于基于衰减后的梯度图在上述起点和上述终点之间进行边界提取以获得上述对象边界。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于提取图像中对象边界的方法，包括：确定上述图像中的对象的边界的起点和终点，以及确定与上述起点和上述终点相关的参考点的位置；确定上述边界的第一方向；确定与上述边界的第一方向相交的第二方向；在上述图像中确定包含上述起点、上述终点和上述参考点的第一区域，并获得上述第一区域的梯度图；在上述参考点的沿第二方向的两侧中的至少一侧确定至少一个第二区域；在上述梯度图中对上述第二区域的梯度进行衰减，并基于衰减后的梯度图在上述起点和上述终点之间进行边界提取以获得上述对象边界。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种电子设备，该设备包括如上所述的用于提取图像中对象边界的装置。

依据本发明的其它方面，还提供了相应的计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有能够由计算设备执行的计算机程序，所述程序在执行时能够使所述计算设备执行上述用于提取图像中对象边界的方法。

上述根据本发明实施例的用于提取图像中对象边界的装置、方法以及电子设备，至少能够获得以下益处之一：提高边界提取的精度；不需要用户多次的手工调整；提高处理效率；以及方便用户使用。

通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：

图1是示意性地示出根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的一种示例结构的框图。

图2是示出针对文档所捕获的扫描图像的一个示例的示意图。

图3A是示出第一区域的梯度图的一个示例的示意图，图3B是示出第一区域的梯度图的另一个示例的示意图。

图4是示意性地示出了如图1所示的提取单元的一种可能的示例结构。

图5是示意性地示出了根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的另一种示例结构的框图。

图6是示意性地示出根据本发明的用于提取图像中对象边界的方法的一种示例性处理的流程图。

图7是示出了可用来实现根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置和方法的一种可能的信息处理设备的硬件配置的结构简图。

本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本发明实施例的理解。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与***及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

如上所述，现有的边界提取技术存在提取精度低或者需要多次手工调整的问题。针对这一问题，本发明提出了了一种用于提取图像中对象边界的装置。

上述用于提取图像中对象边界的装置包括：位置确定单元，其被配置用于确定上述图像中的对象的边界的起点和终点，以及确定与上述起点和上述终点相关的参考点的位置；第一方向确定单元，其被配置用于确定上述边界的第一方向；第二方向确定单元，其被配置用于确定与上述边界的第一方向相交的第二方向；梯度图获得单元，其被配置用于在上述图像中确定包含上述起点、上述终点和上述参考点的第一区域，并获得上述第一区域的梯度图；梯度衰减单元，其被配置用于在上述参考点的沿第二方向的两侧中的至少一侧确定至少一个第二区域，并在上述梯度图中对上述第二区域的梯度进行衰减；以及提取单元，其被配置用于基于衰减后的梯度图在上述起点和上述终点之间进行边界提取以获得上述对象边界。

图1是示意性地示出根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的一种示例结构的框图。

如图1所示，根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置100包括位置确定单元110、第一方向确定单元120、第二方向确定单元130、梯度图获得单元140、梯度衰减单元150和提取单元160。

如图1所示，位置确定单元110用于确定图像中对象的边界的起点和终点。

其中，在根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的具体实现方式中，上述图像例如可以是针对实物等对象所拍摄的图像，或者可以是针对诸如文档等对象所捕获的扫描图像。

下文中将主要以针对文档所捕获的扫描图像为例来详细描述根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置100，在该例子中，上述扫描图像中的对象的边界即为文档的一个边界。

图2示意性地示出了上述针对文档所捕获的扫描图像的一个例子。如图2所示，l为文档d的一个边界（也即真实的边界），P1和P2分别为边界l的起点和终点，其中，这里即为边界l对应的两个文档角点。需要说明的是，这两个文档角点（也即，边界的起点和终点）可以由用户输入，例如，由用户通过鼠标或触摸屏等输入设备来输入；或者，上述两个文档角点也可以通过一些现有的角点提取技术来获得，在此不再详述。需要说明的是，为了简明和清除起见，在图2中未示出文档d中的内容，但在实际应用中，文档d中可以包含诸如文字、图画等各种内容。

图2中所示出的l1为在上述角点P1和P2之间利用现有的边界提取技术（例如，基于图像梯度的边界提取技术）所提取的边界。由图2可以看出，基于角点P1和P2所提取的边界l1与真实边界l之间的差异较大，这是由于文档d所包含的诸如文字、图画等内容的梯度（下文简称为“内容梯度”）对边界提取会产生影响，使得基于图像梯度所提取的边界产生偏差。而使用根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置100，则能够改善这种偏差。下面结合图1和图2继续描述装置100中的其他各组成单元的功能和处理。

位置确定单元110还可以用于确定与上述边界的起点和终点（在图2所示例子中为角点P1和P2）有关的参考点的位置。在图2所示的例子中，P3为参考点的一个示例。其中，参考点P3例如可以由用户通过鼠标或触摸屏等输入设备来输入。

其中，这里所说的“起点”、“终点”以及“参考点”均分别为图像中的单个像素点。当输入的作为“起点”、“终点”或“参考点”的点包括多个像素点时，可以在其中选择一个（例如多个像素点的中心像素点）作为对应的“起点”、“终点”或“参考点”。

如图2所示，第一方向确定单元120可以用于确定边界l的第一方向。

其中，如图2所示，在根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的一种实施方式中，第一方向确定单元120可以这样来估计边界l的第一方向：获得角点P1和P2之间的连线l_P1P2的斜率方向，以及将连线l_P1P2的斜率方向确定为边界l的第一方向。

此外，在根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的另一种实施方式中，第一方向确定单元120也可以通过现有的诸如倾斜度估计方法来获得边界l的第一方向。例如，在参考点P3附近截取一个图像块，通过现有方法获得该图像块的倾斜度（例如，与水平方向的夹角，等等），将该图像块的倾斜度作为边界l的第一方向。

如图2所示，第二方向确定单元130用于确定与边界l的第一方向相交的第二方向k。其中，第二方向k例如可以是与边界l的第一方向相交的任意方向，优选地，第二方向k可以是与边界l的第一方向垂直的那个方向。需要说明的是，这里所说的与第一方向相交的第二方向，是指第二方向所在直线与第一方向所在直线相交（也即夹角不为0），而第二方向与第一方向垂直则是指第二方向所在直线与第一方向所在直线之间的夹角为90度。

此外，梯度图获得单元140用于在图像中确定包含角点P1、角点P2和参考点P3的第一区域，以及获得上述第一区域的梯度图。其中，在根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的具体实现方式中，上述第一区域的形状可以是矩形、方形、圆形以及椭圆形等形状中的任意一种。

例如，在如图2所示的例子中，上述第一区域可以是包含角点P1、角点P2和参考点P3的矩形区域S1，其中，矩形区域S1的长度方向例如可以沿角点P1和P2之间的连线l_P1P2的斜率方向延伸。

此外，在获得第一区域的梯度图后，梯度衰减单元150可以在参考点P3的沿第二方向k的两侧中的至少一侧确定至少一个第二区域，并在第一区域的梯度图中对第二区域的梯度进行衰减。在根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的一种实现方式中，在第一区域的梯度图为经过反色处理的梯度图的情况下，梯度衰减单元150可以将衰减后的梯度图中的第二区域的梯度的数值设为比衰减前的梯度图中的第二区域的梯度的数值更大；此外，该实现方式中，在第一区域的梯度图为未经过反色处理的梯度图的情况下，梯度衰减单元150可以将衰减后的梯度图中的第二区域的梯度的数值设为比衰减前的梯度图中的第二区域的梯度的数值更小。

此外，第二区域可以是三角型区域、扇形区域、带状区域以及抛物线型区域等各种形状区域中的任意一种，或者，也可以是以上各种区域中的至少两种的叠加。需要说明的是，所确定的第二区域可以包含参考点P3，也可以不包含参考点P3，优选地，可以使第二区域不包含参考点P3。

其中，第二区域可以具有预定的形状和/或尺寸。例如，在第二区域为三角型区域的情况下，该三角型区域的顶角大小例如可以为10度、30度或其他预设角度，其中，该顶角在第二方向k两侧的部分角α和角β可以均匀分配，也可以按其他比例分配（例如，角α为10度，角β为20度）

；此外，上述顶角以及角α和角β也可以根据经验值或通过试验的方式来确定。

此外，为了防止衰减掉真实边界上的梯度，梯度衰减单元150可以在第二区域和参考点P3之间留有一些冗余。

例如，在根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的具体实现方式中，可以令第二区域位于参考点P3的预定大小邻域之外。在一个例子中，上述预定大小邻域可以是包含参考点P3的具有预定大小的圆形区域或带状区域等区域。

在根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的一种实现方式中，第二区域的形状和/或位置可以根据用户的输入指令进行调整。例如，当用户输入参考点P3的位置时，可以在参考点P3的沿第二方向k的两侧以虚线框的方式显示诸如三角型区域、扇形区域、带状区域以及抛物线型区域等多个不同形状的区域，由用户选择其中至少一个区域来作为第二区域。此外，在一些例子中，用户可以手动调整上述第二区域的形状和/或位置，例如，对选定作为第二区域的三角型区域的边长、顶角等实施手动调整，以能够实现最佳处理效果。

图3A和图3B分别示出了如图2所示的第一区域S1的梯度图。需要说明的是，一般情况下，直接获得的图像的梯度图（以下称为未经过反色处理的梯度图）的背景梯度的数值通常为0或接近0。而图3A和图3B所示的梯度图是通过对上述直接获得的第一区域S1的梯度图经过反色处理所得到的梯度图（用255分别减去正常梯度图中各像素点的梯度值，利用所得到的梯度值构建的梯度图即为上述正常梯度图的反色梯度图）（以下称为经过反色处理的梯度图），因此，图3A和图3B所示的梯度图中的背景梯度为255或接近255。

在一个示例中，如图3A所示，梯度衰减单元150可以首先确定参考点P3的预定大小邻域，例如，图3A中的以参考点P3为圆心的、具有预定大小的圆形邻域S0，其中，圆形邻域S0的大小例如可以根据经验或实际需要来设定。然后，梯度衰减单元150可以分别在参考点P3的沿第二方向k的两侧各确定一个三角形区域，也即S2_A和S2_B，分别作为第二区域。其中，三角形区域S2_A和S2_B分别位于参考点P3的圆形邻域S0之外。确定了第二区域后，梯度衰减单元150可以在第一区域S1中对第二区域（也即三角形区域S2_A和S2_B）的梯度进行衰减，使得衰减后的第二区域的梯度比其衰减前更大。在一个例子中，可以增大三角形区域S2_A和S2_B的梯度（例如，若三角形区域S2_A和S2_B原来的梯度为20，则衰减后的三角形区域S2_A和三角形区域S2_B的梯度可以是100或更高）；在另一个例子中，也可以将三角形区域S2_A和S2_B的梯度直接设为255。

在另一个示例中，如图3B所示，梯度衰减单元150可以首先确定参考点P3的预定大小邻域，例如，图3B中的以参考点P3为中心、具有预定大小的带状邻域S0’，且该带状邻域S0’的长度方向沿边界l的第一方向延伸。其中，参考点P3的带状邻域S0’的大小例如可以根据经验或实际需要来设定。然后，梯度衰减单元150可以分别在参考点P3的沿第二方向k的两侧各确定一个带状区域，也即S3_A和S3_B，分别作为第二区域。类似地，带状区域S3_A和S3_B分别位于参考点P3的带状邻域S0’之外，并使得衰减后的第二区域的梯度比其衰减前更大。这里，对带状区域S3_A和S3_B的梯度进行衰减的具体例子可参考上文对图3A所示的三角形区域S2_A和S2_B进行衰减的具体例子的描述，在此不再赘述。

此外，需要说明的是，在其他示例中，若第一区域的梯度图是未经反色处理的梯度图，则可以通过梯度衰减单元150使得衰减后的第二区域的梯度比其衰减前更小。在一个例子中，可以减小第二区域的梯度（例如，若第二区域的原来梯度为200，则衰减后的第二区域的梯度可以为100或更低）；在另一个例子中，也可以将第二区域的梯度直接设为0。

此外，在根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置100和500的其他实现方式中，梯度衰减单元150也可以在参考点P3的沿第二方向k的两侧中的其中一侧确定一个第二区域。例如，参考图3A，梯度衰减单元150可以仅在参考点P3的沿第二方向k的一侧确定三角形区域S2_A或三角形区域S2_B作为第二区域，然后在第一区域的梯度图中对第二区域的梯度进行类似上文所述的衰减。

参考图3A，在一个例子中，在文档d内存在内容、而文档d外不存在内容的情况下，梯度衰减单元150可以在参考点P3的沿第二方向k的一侧确定三角形区域S2_A作为第二区域（在此情况下,第二区域不包含图3A中的三角形区域S2_B），并在第一区域S1内按照上文所述方式对第二区域S2_A的梯度进行衰减。此外，在另一个例子中，在文档d内的页边距附近例如不存在内容，而在文档d外存在内容的情况下，梯度衰减单元150可以在参考点P3的沿第二方向k的另一侧确定三角形区域S2_B作为第二区域（在此情况下,第二区域不包含图3A中的三角形区域S2_A），并在第一区域S1内按照上文所述方式对第二区域S2_B的梯度进行衰减。

获得衰减后的梯度图之后，提取单元160可以用于在角点P1和P2之间进行边界提取，以获得文档d的边界。

图4示意性地示出了如图1所示的提取单元160的一种可能的示例结构。如图4所示，在根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的一种实现方式中，提取单元160可以包括梯度设置子单元410和提取子单元420。

其中，在该实现方式中，梯度设置子单元410可以对参考点的梯度进行设置，进而提取子单元420可以利用边界追踪方法（例如，动态规划算法）在上述起点和终点之间提取边界。

在一个例子中，在第一区域的梯度图是经过反色处理的梯度图的情况下，可以将参考点的梯度值设为小于第一预定阈值的数值（例如设为小于0的负数，如-999）。在另一个例子中，在第一区域的梯度图是未经过反色处理的梯度图的情况下，可以将参考点的梯度值设为大于第二预定阈值的数值（例如设为大于255的正数，如999）。

由此，可以使得提取子单元420在上述起点和终点之间提取到的边界能够较大可能地通过上述参考点。

如图2所示，l2是利用根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置所提取的边界。由图2可知，与l1相比，利用根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置所提取的边界l2与真实边界l更为接近，因此，其提取精度相对较高。

此外，图5示意性地示出了根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的另一种示例结构。如图5所示，根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置500可以包括位置确定单元510、第一方向确定单元520、第二方向确定单元530、梯度图获得单元540、梯度衰减单元550和提取单元560，此外，装置500还可以包括拟合单元570。其中，位置确定单元510、第一方向确定单元520、第二方向确定单元530、梯度图获得单元540、梯度衰减单元550和提取单元560可以具有与图1所示的装置100中的对应单元相同的结构和功能，并能够达到类似的技术效果，在此省略其描述。

如图5所示，拟合单元570可以对提取单元560所获得的对象边界进行拟合。其中，在一个例子中，在对上述对象边界进行拟合的过程中，可以将参考点的权重设置成大于第三预定阈值的数值。

这样，通过拟合单元570可以对提取单元560所获得的对象边界起到平滑。另外，由于考虑了全局的模型，能够使得处理之后的对象边界是全局平滑且符合实际情况的。此外，可以根据不同的实际情况采用不同的拟合算法。例如，在已知文档边界为直线的情况下，可以使用直线拟合算法来对提取单元560所获得的对象边界进行拟合。又如，在已知文档边界为曲线的情况下，可以采用高阶的多项式拟合算法来对提取单元560所获得的对象边界进行拟合。

需要说明的是，上文所提到的第一、第二和第三预定阈值可以根据经验值或通过试验的方式来确定，在此不再详述。

此外，通过本发明的以上实施例可知，在参考点数量为1个的情况下即可完成上文所述的边界提取。然而，在本发明的其他实施例中，参考点的数量也可以为2个或更多个，这样，可以使得所提取的边界的精度更高。在参考点的数量为2个或多个的情况下，例如可以在用户每输入一个参考点的情况下即完成一次边界提取，并将当前所提取的边界显示给用户，用户可以根据当前边界的准确情况来判断是否输入下一个参考点。其中，每次所执行的边界提取利用当前所存在的所有参考点来实现，也即，在当前存在的各个参考点附近分别确定至少一个第二区域，并对各个第二区域的梯度进行衰减，进而完成边界提取。

在根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置的一个示例中，在参考点的数量为2个或多个的情况下，若上述2个或多个参考点中存在距离在预定距离范围内（例如，相距在3个像素点之内）的两个参考点，则可以通过梯度设置子单元410按照如下方式来设置这两个参考点之间连线上各点的梯度：在第一区域的梯度图是经过反色处理的梯度图的情况下，可以将上述距离在预定距离范围内的两个参考点的梯度设为0的第三预定邻域范围内的数值（例如设为（-10,10）中的任意数值）；在第一区域的梯度图是未经过反色处理的梯度图的情况下，可以将上述距离在预定距离范围内的两个参考点的梯度设为255的第四预定邻域范围内的数值（例如设为（245,265）中的任意数值）。这样，可以使得提取子单元420所提取的边界能够较大可能地通过这两个参考点间连线。

此外，还需要说明的是，上述根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置100和500中各个单元的操作处理不一定按照上文所描述的先后顺序来执行，只要能够实现各个单元的功能即可。

此外，虽然在本发明的上述实施例中以文档作为图像中对象的一个示例来进行描述，但本领域的技术人员应当理解，在本发明的其他实施例中，上述图像中的对象也可以是诸如实物等其他对象，以及边界的起点和终点也可以是除角点P1和P2之外的其他类型的起点和终点。

通过以上描述可知，根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置，其通过在图像的梯度图中衰减参考点附近的内容梯度，可以使得所提取的边界能够较大可能地通过上述参考点，进而可以提高边界提取的精度。

此外，在确定边界的起点和终点的情况下，相比于传统的采用几个控制点来代表整条曲线的边界提取技术，应用根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置可以在仅获知一个参考点位置的情况下提取到相对较准确的边界，而不需要用户多次的手工调整，能够提高处理效率，方便用户使用。

此外，本发明的实施例还提供了一种用于提取图像中对象边界的方法，下面结合图6来描述上述用于提取图像中对象边界的方法的一种示例性处理。

图6是示意性地示出根据本发明的用于提取图像中对象边界的方法的一种示例性处理的流程图。

如图6所示，根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的方法的处理流程600开始于步骤S610，然后执行步骤S620。

在步骤S620中，确定图像中的对象的边界的起点和终点，以及确定与上述起点和上述终点相关的参考点的位置。然后执行步骤S630。

其中，上述对象例如可以是文档，或者也可以是诸如实物等其他类型的对象。

在步骤S630中，确定上述边界的第一方向。然后执行步骤S640。

在一个具体实现方式中，可以获得上述起点和上述终点之间连线的斜率方向，并将该斜率方向确定为上述边界的第一方向。或者，也可以采用上文所述的其他方式来确定上述边界的第一方向。

在步骤S640中，确定与上述边界的第一方向相交（例如垂直）的第二方向。然后执行步骤S650。

在步骤S650中，在上述图像中确定包含上述起点、上述终点和上述参考点的第一区域，并获得上述第一区域的梯度图。然后执行步骤S660。

在步骤S660中，在上述参考点的沿第二方向的两侧中的至少一侧确定至少一个第二区域。然后执行步骤S670。

其中，第二区域可以是三角型区域、扇形区域、带状区域以及抛物线型区域等各种形状区域中的任意一种，此外，也可以是以上各种区域中的至少两种的叠加。

此外，第二区域可以位于参考点的预定大小邻域之外。其中，参考点的预定大小邻域例如可以是包含参考点、且具有预定大小的圆形区域，或者可以是包含参考点、其长度沿边界的第一方向延伸且具有预定大小的带状区域。参考点的预定大小邻域的具体描述可以参考上文所描述的内容，在此不再赘述。

在步骤S670中，在上述梯度图中对上述第二区域的梯度进行衰减，并基于衰减后的梯度图在上述起点和上述终点之间进行边界提取以获得上述对象边界。然后执行步骤S680。

其中，在步骤S670中，可以在上述梯度图中对第二区域的梯度进行衰减。其中，衰减的过程可以参考上文中结合图1所描述的梯度衰减单元150的处理和操作，在此不再赘述。

此外，在步骤S670中，基于衰减后的梯度图在上述起点和上述终点之间进行边界提取的处理过程可以参考上文中结合图4所描述的梯度设置子单元410和提取子单元420的处理操作来执行，在此不再赘述。

处理流程600结束于步骤S680。

此外，在根据本发明的用于提取图像中对象边界的方法的其他示例性处理中，步骤S670中除包括上文所述的处理之外，还可以包括对获得的对象边界进行拟合的处理，其处理的过程可以参考上文中结合图5所描述的拟合单元570的处理和操作，在此不再赘述。

需要说明的是，在实际处理中，以上各步骤的处理顺序不一定按照上述描述顺序来执行，也可以按照其他方式来执行。

通过以上描述可知，根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的方法，其通过在图像的梯度图中衰减参考点附近的内容梯度，可以使得所提取的边界能够较大可能地通过上述参考点，进而可以提高边界提取的精度。

此外，在确定边界的起点和终点的情况下，相比于传统的采用几个控制点来代表整条曲线的边界提取技术，应用根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置可以在仅获知一个参考点位置的情况下提取到相对较准确的边界，而不需要用户多次的手工调整，能够提高处理效率，方便用户使用。

此外，本发明的实施例还提供了一种电子设备，该电子设备被配置包括如上所述的用于提取图像中对象边界的装置。该电子设备例如可以是以下设备中的任意一种：扫描仪；相机；计算机；手机；平板电脑；以及个人数字助理等。该电子设备能够拥有如上所述的用于提取图像中对象边界的装置的有益效果和优点。

上述根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置中的各个组成单元、子单元等可以通过软件、固件、硬件或其任意组合的方式进行配置。在通过软件或固件实现的情况下，可从存储介质或网络向具有专用硬件结构的机器（例如图7所示的通用机器700）安装构成该软件或固件的程序，该机器在安装有各种程序时，能够执行上述各组成单元、子单元的各种功能。

图7是示出了可用来实现根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的装置和方法的一种可能的信息处理设备的硬件配置的结构简图。

在图7中，中央处理单元(CPU)701根据只读存储器(ROM)702中存储的程序或从存储部分708加载到随机存取存储器(RAM)703的程序执行各种处理。在RAM 703中，还根据需要存储当CPU 701执行各种处理等等时所需的数据。CPU 701、ROM 702和RAM 703经由总线704彼此连接。输入/输出接口705也连接到总线704。

下述部件也连接到输入/输出接口705：输入部分706（包括键盘、鼠标等等）、输出部分707（包括显示器，例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等，和扬声器等）、存储部分708（包括硬盘等）、通信部分709（包括网络接口卡例如LAN卡、调制解调器等）。通信部分709经由网络例如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器710也可连接到输入/输出接口705。可拆卸介质711例如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等可以根据需要被安装在驱动器710上，使得从中读出的计算机程序可根据需要被安装到存储部分708中。

在通过软件实现上述系列处理的情况下，可以从网络例如因特网或从存储介质例如可拆卸介质711安装构成软件的程序。

本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图7所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质711。可拆卸介质711的例子包含磁盘(包含软盘)、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘（包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM 702、存储部分708中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。

此外，本发明还提出了一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。上述指令代码由机器读取并执行时，可执行上述根据本发明的实施例的用于提取图像中对象边界的方法。相应地，用于承载这种程序产品的例如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等的各种存储介质也包括在本发明的公开中。

在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

此外，本发明的各实施例的方法不限于按照说明书中描述的或者附图中示出的时间顺序来执行，也可以按照其他的时间顺序、并行地或独立地执行。因此，本说明书中描述的方法的执行顺序不对本发明的技术范围构成限制。

此外，显然，根据本发明的上述方法的各个操作过程也可以以存储在各种机器可读的存储介质中的计算机可执行程序的方式实现。

而且，本发明的目的也可以通过下述方式实现：将存储有上述可执行程序代码的存储介质直接或者间接地提供给***或设备，并且该***或设备中的计算机或者中央处理单元（CPU）读出并执行上述程序代码。

此时，只要该***或者设备具有执行程序的功能，则本发明的实施方式不局限于程序，并且该程序也可以是任意的形式，例如，目标程序、解释器执行的程序或者提供给操作***的脚本程序等。

上述这些机器可读存储介质包括但不限于：各种存储器和存储单元，半导体设备，磁盘单元例如光、磁和磁光盘，以及其它适于存储信息的介质等。

另外，客户计算机通过连接到因特网上的相应网站，并且将依据本发明的计算机程序代码下载和安装到计算机中然后执行该程序，也可以实现本发明。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如左和右、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。

综上，在根据本发明的实施例中，本发明提供了如下方案：

附记1.一种用于提取图像中对象边界的装置，包括：

位置确定单元，其被配置用于确定所述图像中的对象的边界的起点和终点，以及确定与所述起点和所述终点相关的参考点的位置；

第一方向确定单元，其被配置用于确定所述边界的第一方向；

第二方向确定单元，其被配置用于确定与所述第一方向相交的第二方向；

梯度图获得单元，其被配置用于在所述图像中确定包含所述起点、所述终点和所述参考点的第一区域，并获得所述第一区域的梯度图；

梯度衰减单元，其被配置用于在所述参考点的沿所述第二方向的两侧中的至少一侧确定至少一个第二区域，并在所述梯度图中对所述第二区域的梯度进行衰减；以及

提取单元，其被配置用于基于衰减后的梯度图在所述起点和所述终点之间进行边界提取以获得所述对象边界。

附记2.根据权利要求1所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述对象为文档。

附记3.根据权利要求1或2所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述第一方向确定单元被配置用于：

获得所述起点和所述终点之间连线的斜率方向；以及

将所述连线的斜率方向确定为所述边界的第一方向。

附记4.根据权利要求1-3中任一所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述第二方向垂直于所述边界的第一方向。

附记5.根据权利要求1-4中任一所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述第二区域包括以下区域中的一种或其中至少两种的叠加：三角型区域；扇形区域；带状区域；以及抛物线型区域。

附记6.根据权利要求1-5任一所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述第二区域的形状和/或位置根据用户输入指令进行调整。

附记7.根据权利要求1-6中任一所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述第二区域位于所述参考点的预定大小邻域之外。

附记8.根据权利要求7所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述参考点的预定大小邻域为如下区域：

包含所述参考点、其长度沿所述边界的第一方向延伸且具有预定大小的带状区域；或

以所述参考点为圆心的圆形区域。

附记9.根据权利要求1-8中任一所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，

在所述梯度图为经过反色处理的梯度图的情况下，所述衰减后的梯度图中的所述第二区域的梯度的数值比衰减前的梯度图中的所述第二区域的梯度的数值更大；以及

在所述梯度图为未经过反色处理的梯度图的情况下，所述衰减后的梯度图中的所述第二区域的梯度的数值比衰减前的梯度图中的所述第二区域的梯度的数值更小。

附记10.根据权利要求1-9中任一所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述提取单元包括：

梯度设置子单元，其被配置用于在所述梯度图是经过反色处理的梯度图的情况下，将所述参考点的梯度值设为小于第一预定阈值的数值，以及在所述梯度图是未经过反色处理的梯度图的情况下，将所述参考点的梯度值设为大于第二预定阈值的数值；以及

提取子单元，其被配置用于利用边界追踪方法在所述起点和所述终点之间进行边界提取，并将提取到的边界确定为所述对象的边界。

附记11.根据权利要求10所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述梯度设置子单元还被配置用于：

在所述参考点中存在距离在预定距离范围内的两个参考点的情况下，

当所述梯度图是经过反色处理的梯度图时，将所述距离在预定距离范围内的两个参考点的梯度设为0的第三预定邻域范围内的数值，以及

当在所述梯度图是未经过反色处理的梯度图时，将所述距离在预定距离范围内的两个参考点的梯度设为255的第四预定邻域范围内的数值。

附记12.根据权利要求1-11中任一所述的用于提取图像中对象边界的装置，还包括：拟合单元，其被配置用于对所述提取单元所获得的所述对象边界进行拟合。

附记13.根据权利要求12所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述拟合单元被配置用于：在对所述提取单元所获得的所述对象边界进行拟合的过程中，将所述参考点的权重设置为大于第三预定阈值。

附记14.一种用于提取图像中对象边界的方法，包括：

确定所述图像中的对象的边界的起点和终点，以及确定与所述起点和所述终点相关的参考点的位置；

确定所述边界的第一方向；

确定与所述第一方向相交的第二方向；

在所述图像中确定包含所述起点、所述终点和所述参考点的第一区域，并获得所述第一区域的梯度图；

在所述参考点的沿所述第二方向的两侧中的至少一侧确定至少一个第二区域；以及

在所述梯度图中对所述第二区域的梯度进行衰减，并基于衰减后的梯度图在所述起点和所述终点之间进行边界提取以获得所述对象边界。

附记15.根据权利要求14所述的用于提取图像中对象边界的方法，其中，所述对象为文档。

附记16.根据权利要求14或15所述的用于提取图像中对象边界的方法，其中，所述的确定所述边界的第一方向的步骤包括：

获得所述起点和所述终点之间连线的斜率方向；以及

将所述连线的斜率方向确定为所述边界的第一方向。

附记17.根据权利要求14-16中任一所述的用于提取图像中对象边界的方法，其中，所述第二方向垂直于所述边界的第一方向。

附记18.根据权利要求14-17中任一所述的用于提取图像中对象边界的方法，其中，所述第二区域包括以下区域中的一种或其中至少两种的叠加：三角型区域；扇形区域；带状区域；以及抛物线型区域。

附记19.根据权利要求14-18中任一所述的用于提取图像中对象边界的方法，其中，所述第二区域位于所述参考点的预定大小邻域之外。

附记20.根据权利要求19所述的用于提取图像中对象边界的方法，其中，所述参考点的预定大小邻域为如下区域：包含所述参考点、其长度沿所述边界的第一方向延伸且具有预定大小的带状区域；或以所述参考点为圆心的圆形区域。

附记21.根据权利要求14-20中任一所述的用于提取图像中对象边界的方法，其中，所述的基于衰减后的梯度图在所述起点和所述终点之间进行边界提取的步骤包括：

在所述梯度图是经过反色处理的梯度图的情况下，将所述参考点的梯度值设为小于第一预定阈值的数值；

在所述梯度图是未经过反色处理的梯度图的情况下，将所述参考点的梯度值设为大于第二预定阈值的数值；以及

利用边界追踪方法在所述起点和所述终点之间进行边界提取，并将提取到的边界确定为所述对象边界。

附记22.根据权利要求14-21中任一所述的用于提取图像中对象边界的方法，还包括：对获得的所述对象边界进行拟合。

附记23.一种电子设备，包括如权利要求1-13中任一项所述的用于提取图像中对象边界的装置。

附记24.根据权利要求23所述的电子设备，其中，所述电子设备是以下设备中的任一种：扫描仪；相机；计算机；手机；平板电脑；以及个人数字助理。

附记25.一种计算机可读存储介质，其上存储有能够由计算设备执行的计算机程序，所述程序在执行时能够使所述计算设备执行根据权利要求14-22中任意一项所述的用于提取图像中对象边界的方法。

Claims (10)

1.一种用于提取图像中对象边界的装置，包括：

位置确定单元，其被配置用于确定所述图像中的对象的边界的起点和终点，以及确定与所述起点和所述终点相关的参考点的位置；

第一方向确定单元，其被配置用于确定所述边界的第一方向；

第二方向确定单元，其被配置用于确定与所述第一方向相交的第二方向；

梯度图获得单元，其被配置用于在所述图像中确定包含所述起点、所述终点和所述参考点的第一区域，并获得所述第一区域的梯度图；

梯度衰减单元，其被配置用于在所述参考点的沿所述第二方向的两侧中的至少一侧确定至少一个第二区域，并在所述梯度图中对所述第二区域的梯度进行衰减；以及

提取单元，其被配置用于基于衰减后的梯度图在所述起点和所述终点之间进行边界提取以获得所述对象边界。

2.根据权利要求1所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述第一方向确定单元被配置用于：

获得所述起点和所述终点之间连线的斜率方向；以及

将所述连线的斜率方向确定为所述边界的第一方向。

3.根据权利要求1或2所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述第二区域包括以下区域中的一种或其中至少两种的叠加：

三角型区域；扇形区域；带状区域；以及抛物线型区域。

4.根据权利要求1或2所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述第二区域的形状和/或位置根据用户输入指令进行调整。

5.根据权利要求1或2所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述第二区域位于所述参考点的预定大小邻域之外。

6.根据权利要求1或2所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，

在所述梯度图为经过反色处理的梯度图的情况下，所述衰减后的梯度图中的所述第二区域的梯度的数值比衰减前的梯度图中的所述第二区域的梯度的数值更大；以及

在所述梯度图为未经过反色处理的梯度图的情况下，所述衰减后的梯度图中的所述第二区域的梯度的数值比衰减前的梯度图中的所述第二区域的梯度的数值更小。

7.根据权利要求1或2所述的用于提取图像中对象边界的装置，其中，所述提取单元包括：

梯度设置子单元，其被配置用于在所述梯度图为经过反色处理的梯度图的情况下，将所述参考点的梯度值设为小于第一预定阈值的数值，以及在所述梯度图为未经过反色处理的梯度图的情况下，将所述参考点的梯度值设为大于第二预定阈值的数值；以及

提取子单元，其被配置用于利用边界追踪方法在所述起点和所述终点之间进行边界提取，并将提取到的边界确定为所述对象的边界。

8.根据权利要求1或2所述的用于提取图像中对象边界的装置，还包括：

拟合单元，其被配置用于对所述提取单元所获得的所述对象边界进行拟合。

9.一种用于提取图像中对象边界的方法，包括：

确定所述图像中的对象的边界的起点和终点，以及确定与所述起点和所述终点相关的参考点的位置；

确定所述边界的第一方向；

确定与所述第一方向相交的第二方向；

在所述图像中确定包含所述起点、所述终点和所述参考点的第一区域，并获得所述第一区域的梯度图；

在所述参考点的沿所述第二方向的两侧中的至少一侧确定至少一个第二区域；以及

在所述梯度图中对所述第二区域的梯度进行衰减，并基于衰减后的梯度图在所述起点和所述终点之间进行边界提取以获得所述对象边界。

10.一种电子设备，包括如权利要求1-8中任一项所述的用于提取图像中对象边界的装置。