CN109842735B - 一种将扫描图转换为高清图的处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将扫描图转换为高清图的处理方法和装置，其中，所述方法包括获取现有扫描图、现有高清原图和待转换扫描图，并建立现有扫描图与现有高清原图之间的一一对应关系；对现有扫描图和待转换扫描图进行预处理；利用对应关系建立现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的颜色空间映射关系；基于颜色空间映射关系将待转换扫描图经预处理后的图转换为高清图。本发明公开的方案能够利用寻找到的部分扫描图和高清原图建立的颜色空间映射关系，将待转换扫描图像经预处理后转换为高清图。

Description

一种将扫描图转换为高清图的处理方法和装置

技术领域

本发明属于计算机视觉与图像处理技术领域，具体涉及一种将扫描图转换为高清图的处理方法和装置。

背景技术

在日常生活中，存在着大量的将纸质文本扫描到电脑中的需求，但是由于在印刷过程中所使用的半色调技术的工艺原因，纸质素材一般都会存在颗粒感；同时，在扫描过程中，由于分辨率、扫描设备等原因同样也会引入一些噪声和模糊现象，导致用户对纸质内容进行扫描后，在电脑上显示的画质与颜色往往与纸质文本有较大差异。

针对以上问题，行业里往往通过图像降噪、去模糊、图像增强等相关技术进行图像修复。在扫描仪扫描图片时，可以通过设置扫描分辨率、扫描亮度、对比度等进行设置，改善扫描质量。但是尽管如此，扫描到的图像依旧不够清晰，不能够像高清原图一样直接使用。而在实际的场景中，尽管不能够找到全部纸质文本的高清电子原图，但是可以通过搜索找到部分的高清电子原图。

因此，如何利用寻找到的部分高清电子原图及扫描原图对其他扫描后的图像进行处理，将其他扫描图像转换为高清图，并增强高清图的颜色效果成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于将扫描图像转换为高清图，并提高高清图的清晰度和颜色效果。

为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种将扫描图转换为高清图的处理方法，包括：

获取现有扫描图、现有高清原图和待转换扫描图，并建立现有扫描图与现有高清原图之间的一一对应关系；对现有扫描图和待转换扫描图进行预处理；利用对应关系建立现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图之间的颜色空间映射关系；基于颜色空间映射关系将待转换扫描图转换为高清图。

可选地，利用对应关系建立现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图之间的颜色空间映射关系包括：分别计算现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的各个颜色分量直方图；对现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的各个颜色分量直方图分别进行直方图规定化处理，以分别获取现有扫描图经预处理后的图中各颜色分量到现有高清原图中对应各颜色分量的颜色映射关系；对多组颜色映射关系进行均值化处理，以获取现有扫描图经预处理后的图到现有高清原图的颜色映射表。

可选地，预处理包括降噪处理和/或去模糊处理。

可选地，在对现有扫描图和待转换扫描图进行预处理与利用对应关系建立现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图之间的颜色空间映射关系之间，还包括：分别对现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图进行边框处理，边框处理包括边框裁剪。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种将扫描图转换为高清图的处理装置，包括：

对应关系模块，用于获取现有扫描图、现有高清原图和待转换扫描图，并建立现有扫描图与现有高清原图之间的一一对应关系；预处理模块，用于对现有扫描图和待转换扫描图进行预处理；映射关系模块，用于利用对应关系建立现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图之间的颜色空间映射关系；图像转换模块，用于基于颜色空间映射关系将待转换扫描图经预处理后的图转换为高清图。

可选地，映射关系模块包括：直方图计算单元，用于分别计算现有扫描图经预处理后的图与高清原图的各个颜色分量直方图；颜色映射单元，用于对现有扫描图经预处理后的图与高清原图各个颜色分量直方图分别进行直方图规定化处理，以分别获取现有扫描图经预处理后的图中各颜色分量到现有高清原图中对应各颜色分量的颜色映射关系；颜色映射表单元，用于对多组颜色映射关系进行均值化处理，以获取现有扫描图经预处理后的图到现有高清原图的颜色映射表。

可选地，预处理包括降噪处理和/或去模糊处理。

可选地，还包括：边框处理模块，用于分别对现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图进行边框处理，边框处理包括边框裁剪。

根据第三方面，本发明提供了一种计算机装置，包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序实现上述第一方面任意一项所述的将扫描图转换为高清图的处理方法。

根据第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，处理器用于执行存储介质中存储的计算机程序实现上述第一方面任意一项所述的将扫描图转换为高清图的处理方法。

本发明的有益效果在于：

本发明实施例公开的一种将扫描图转换为高清图的处理方法和装置，首先建立获取到的现有扫描图和现有高清原图之间的一一对应关系，然后分别对现有扫描图和待转换扫描图进行预处理，利用现有扫描图和现有高清原图之间的对应关系建立起现有扫描图和现有高清原图之间的颜色空间映射关系，最后基于该颜色空间映射关系将待转换扫描图经预处理后的图转换为高清图。相对于现有技术中仅对扫描图进行初步处理的方案，本发明实施例公开的方案通过建立现有的扫描图和现有高清原图之间的颜色映射关系，将待转换的扫描图转换为高清图，能够极高的还原高清原图的颜色，使高清图的颜色接近于高清原图的颜色；此外，由于在建立颜色映射关系之前，预先对现有扫描图进行了预处理，降低了现有扫描图中的颗粒感，提高了现有扫描图的清晰度，从而避免了现有扫描图中其他噪音的干扰，能够建立更加准确的颜色映射关系；而在转换待转换扫描图像的过程中，由于待转换扫描图像也进行了预处理，进而提高还原效果，提高了高清图的清晰度。

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为本发明实施例一种将扫描图转换为高清图的处理方法的流程图；

图2为本发明实施例一种将扫描图转换为高清图的处理装置的结构示意图。

具体实施方式

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。

请参考图1，为本实施例公开的一种将扫描图转换为高清图的处理流程图，该一种将扫描图转换为高清图的处理方法包括：

步骤S101，获取现有扫描图、现有高清原图和待转换扫描图，并建立现有扫描图与现有高清原图之间的一一对应关系。

通过线上和/或线下的搜索，可以寻找到部分图像内容对应的纸质版和电子版内容，并将寻找到的纸质版内容和需要进行转换的纸质版内容分别通过扫描生成现有扫描图和待转换扫描图，在扫描时可以由工作人员对扫描仪的相关参数进行设置，例如：分辨率、颜色设置、清晰度设置等。需要说明的是，现有扫描图既可以是通过扫描仪扫描得到，也可以是通过手机、相机等拍摄设备拍摄得到。当使用手机、相机等拍摄设备拍摄纸质版内容时，可以利用算法进行图片的形状校准。

在获取到现有扫描图和现有高清原图后，建立现有扫描图与现有高清原图之间的对应关系，使得现有扫描图与现有高清原图一一对应。

步骤S102，对现有扫描图和待转换扫描图进行预处理。

在本实施例中，预处理包括降噪处理和/或去模糊处理。对现有扫描图和待转换扫描图进行降噪处理主要是用于处理印刷和扫描时引入的噪声，通过设置合理的降噪参数，可以滤除扫描图中的颗粒感。在具体实施例中，降噪处理可以使用BM3D降噪算法或者DNCNN算法，去模糊处理可以使用图像锐化、深度学习超分辨率等算法技术。需要说明的是，前述算法仅是为了便于本领域内技术人员理解而所列举的示例，并非对本方案发明内容的限定，使用其他算法达到与本方案相同技术效果的手段应当视为本方案内容的等同替换。

需要说明的是，在其他实施例中，对现有扫描图和待转换扫描图进行预处理的顺序可以进行修改，例如，可以先对现有扫描图进行预处理以建立颜色空间映射关系，在对待转换扫描图进行还原时再对待转换扫描图进行预处理。对于本领域技术人员而言，调整现有扫描图和待转换扫描图的预处理顺序，应当视为惯用手段的直接置换。

在步骤S102之后，还包括：分别对现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图进行边框处理，边框处理包括边框裁剪。由于扫描后的图片往往存在一些边框等问题，因此需要进行黑边或白边裁减的操作，以使现有扫描图经预处理后的图和现有高清原图所包含的内容一致。

步骤S103，利用对应关系建立现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图之间的颜色空间映射关系。

在具体实施过程中，步骤S103具体的包括：分别计算现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的各个颜色分量直方图；对现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的各个颜色分量直方图分别进行直方图规定化处理，以分别获取现有扫描图经预处理后的图中各颜色分量到现有高清原图中对应各颜色分量的颜色映射关系；对多组颜色映射关系进行均值化处理，以获取现有扫描图经预处理后的图到现有高清原图的颜色映射表。

在本实施例中，直方图规定化处理是指通过一个灰度映像函数，将原灰度直方图改造成所希望的直方图。

以RGB分量的直方图为例，计算过程列举如下：

假设图像的尺寸为M*N，则图像读取到内存并转化为RBG空间图后将由3*M*N的矩阵构成，其中3表示R、G、B三元色。将3*M*N的矩阵按第一维拆分为M*N的三个矩阵，每个矩阵代表RGB中的一个颜色分量组成的矩阵。每个元素的取值范围为0～255。对每个M*N矩阵，统计0～255这256个数各自出现的次数，可以得到三个一维的长度为256的向量，分别对应R、G、B分量，即R、G、B各分量的直方图。

以R分量为例，取每幅扫描图得到的一个长度为256的向量Ak[m],m＝0,1,2,…255，k＝1,2,..n；n为扫描图个数，对每一个m，取(A1[m]+A2[m]+…+An[m])/n，可以得到B[m],m＝0,1,2,…,255，同样的对高清原图可以对应的得到Ck[m]及D[m],m＝0,1,2,…,255。对B、D进行直方图规定化处理，可以得到一个数组Dr[p],p＝0,1,2,…,255,该数组表示扫描图像素值与高清原图像素值的映射关系。同R分量，可以得到G、B分量的扫描图与高清原图的映射关系Dg[p],Db[p]。然后采用多组图像对计算多组这样的映射关系，并按下标p对值进行加权平均处理。得到映射关系表Dfr[p],Dfg[p],Dfb[p]。

具体可以表示为Dfr[p]＝(k1*Dr1[p]+k2*Dr2[p]+…+ks*Drs[p])/w，其中p为0～255的整数，kt，t＝1，2，…，s表示各组映射表的权重，且k1+k2+…+ks＝w。

需要说明的是，上述计算过程仅为便于本领域技术人员理解所列举的示例，并不能认为是对本方案技术内容的限定。除了可以建立RGB分量的直方图之外，还可以建立YUV、HSV、CMYK等颜色分量直方图。

步骤S104，基于颜色空间映射关系将待转换扫描图经预处理的图转换为高清图。

基于步骤S103中获取到的颜色空间映射表将待转换扫描图预处理后的R/G/B三原色分量进行映射，然后将新的像素颜色矩阵存储为新的图片即可得到高清图。

具体为对经过降噪、去模糊后的扫描图B[3*M*N]各像素按照映射表Dfr[p]、Dfg[p]、Dfb[p]进行颜色空间映射，即对扫描图中的每一个像素值V[i,j,k]，i＝0,1,2，j＝0,1,…,M-1，k＝0,1,…,N-1，根据i的取值0，1，2分别对应到Dfr、Dfg、Dfb，则转换高清图的D[i,j,k]处的取值为Dfx[V[i,j,k]]，其中i＝0，x＝r；i＝1，x＝g；i＝2，x＝b。

本实施例首先建立获取到的现有扫描图和现有高清原图之间的一一对应关系，然后分别对现有扫描图和待转换扫描图进行预处理，利用现有扫描图和现有高清原图之间的对应关系建立起现有扫描图和现有高清原图之间的颜色空间映射关系，最后基于该颜色空间映射关系将待转换扫描图经预处理的图转换为高清图。相对于现有技术中仅对扫描图进行初步处理的方案，本发明实施例公开的方案通过建立现有扫描图和高清原图之间的颜色映射关系，将待转换的扫描图转换为高清图，能够极高的还原高清图的颜色和清晰度，使高清图的清晰度接近于高清原图的清晰度；此外，由于在建立颜色映射关系之前，预先对现有扫描图进行了预处理，降低了现有扫描图中的颗粒感，提高了现有扫描图的清晰度，从而避免了现有扫描图中其他噪音的干扰，能够建立更加准确的颜色映射关系；而在还原待转换扫描图像的过程中，由于待转换扫描图像也进行了预处理，进而提高还原效果，提高了转换后高清图的清晰度。

使用本发明后，能够实现在缺少电子原图，而仅有纸质图片的情况下，进行纸质图片的高清还原。这种情况在漫画领域比较普遍，由于在互联网刚兴起不久，漫画大多以纸质期刊的形式出现，由于年代久远，有的纸质已经无法找回原图，但少部分可以找到。采用本发明能够有效的进行电子版原图的恢复，在大部分情况下，能够在清晰度、颜色上接近真实原图。

本实施例还公开了一种将扫描图转换为高清图的处理装置，请参考图2，为该将扫描图转换为高清图的处理装置结构示意图，该将扫描图转换为高清图的处理装置包括：

对应关系模块201，用于获取现有高清原图、现有扫描图和待转换扫描图，并建立现有扫描图与现有高清原图之间的一一对应关系；预处理模块202，用于对现有扫描图和待转换扫描图进行预处理；映射关系模块203，用于利用对应关系建立现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图之间的颜色空间映射关系；图像转换模块204，用于基于颜色空间映射关系将待转换扫描图经预处理的图转换为高清图。

在可选的实施例中，映射关系模块203包括：直方图计算单元，用于分别计算现有扫描图经预处理后的图和现有高清原图的各个颜色分量直方图；颜色映射单元，用于对现有扫描图经预处理后的图和现有高清原图的各个颜色分量直方图分别进行直方图规定化处理，以分别获取现有扫描图经预处理后的图中各颜色分量到现有高清原图中对应各颜色分量的颜色映射关系；颜色映射表单元，用于对多组颜色映射关系进行均值化处理，以获取现有扫描图经预处理后的图到现有高清原图的颜色映射表。

在可选的实施例中，预处理包括降噪处理和/或去模糊处理。

在可选的实施例中，该将扫描图转换为高清图的处理装置还包括：边框处理模块，用于分别对现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图进行边框处理，边框处理包括边框裁剪。

此外，本发明实施例中还提供一种计算机装置，处理器通过执行所述计算机指令，从而实现以下方法：

获取现有扫描图、现有高清原图和待转换扫描图，并建立现有扫描图与现有高清原图之间的一一对应关系；对现有扫描图和待转换扫描图进行预处理；利用对应关系建立现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图之间的颜色空间映射关系；基于颜色空间映射关系将待转换扫描图预处理后的图转换为高清图。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。计算机处理器用于执行存储介质中存储的计算机程序实现以下方法：

获取现有扫描图、现有高清原图和待转换扫描图，并建立现有扫描图与现有高清原图之间的一一对应关系；对现有扫描图和待转换扫描图进行预处理；利用对应关系建立现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的颜色空间映射关系；基于颜色空间映射关系将待转换扫描图的预处理图转换为高清图。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种将扫描图转换为高清图的处理方法，其特征在于，包括：

获取现有扫描图、现有高清原图和待转换扫描图，并建立所述现有扫描图与所述现有高清原图之间的一一对应关系；

对所述现有扫描图和所述待转换扫描图进行预处理；所述预处理包括降噪处理和/或去模糊处理；

利用所述对应关系建立所述现有扫描图经预处理后的图与所述现有高清原图之间的颜色空间映射关系；所述利用所述对应关系建立所述现有扫描图经预处理后的图与所述现有高清原图之间的颜色空间映射关系包括：分别计算所述现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的各个颜色分量直方图；对所述现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的各个颜色分量直方图分别进行直方图规定化处理，以分别获取所述现有扫描图经预处理后的图中各颜色分量到所述现有高清原图中对应的各颜色分量的颜色映射关系；对多组所述颜色映射关系进行均值化处理，以获取所述现有扫描图经预处理后的图到所述现有高清原图的颜色映射表；

基于所述颜色空间映射关系将所述待转换扫描图经预处理后的图转换为高清图。

2.如权利要求1所述的将扫描图转换为高清图的处理方法，其特征在于，在所述对所述现有扫描图和所述待转换扫描图进行预处理与所述利用所述对应关系建立所述现有扫描图经预处理后的图与所述现有高清原图之间的颜色空间映射关系之间，还包括：

分别对所述现有扫描图经预处理后的图与所述现有高清原图进行边框处理，所述边框处理包括边框裁剪。

3.一种将扫描图转换为高清图的处理装置，其特征在于，包括：

对应关系模块，用于获取现有扫描图、现有高清原图、和待转换扫描图，并建立所述现有扫描图与现有高清原图之间的一一对应关系；

预处理模块，用于对所述现有扫描图和所述待转换扫描图进行预处理；所述预处理包括降噪处理和/或去模糊处理；

映射关系模块，用于利用所述对应关系建立所述现有扫描图经预处理后的图与所述现有高清原图之间的颜色空间映射关系；所述利用所述对应关系建立所述现有扫描图经预处理后的图与所述现有高清原图之间的颜色空间映射关系包括：分别计算所述现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的各个颜色分量直方图；对所述现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的各个颜色分量直方图分别进行直方图规定化处理，以分别获取所述现有扫描图经预处理后的图中各颜色分量到所述现有高清原图中对应的各颜色分量的颜色映射关系；对多组所述颜色映射关系进行均值化处理，以获取所述现有扫描图经预处理后的图到所述现有高清原图的颜色映射表；

图像转换模块，用于基于所述颜色空间映射关系将所述待转换扫描图经预处理后的图转换为高清图。

4.如权利要求3所述的将扫描图转换为高清图的处理装置，其特征在于，所述映射关系模块包括：

直方图计算单元，用于分别计算所述现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的各个颜色分量直方图；

颜色映射单元，用于对所述现有扫描图经预处理后的图与现有高清原图的各个颜色分量直方图分别进行直方图规定化处理，以分别获取所述现有扫描图经预处理后的图中各颜色分量到所述现有高清原图中对应各颜色分量的颜色映射关系；

颜色映射表单元，用于对多组所述颜色映射关系进行均值化处理，以获取所述现有扫描图经预处理后的图到所述现有高清原图的颜色映射表。

5.如权利要求3或4所述的将扫描图转换为高清图的处理装置，其特征在于，所述预处理包括降噪处理和/或去模糊处理。

6.如权利要求5所述的将扫描图转换为高清图的处理装置，其特征在于，还包括：

边框处理模块，用于分别对所述现有扫描图经预处理后的图与所述现有高清原图进行边框处理，所述边框处理包括边框裁剪。

7.一种计算机装置，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序实现如权利要求1或2的所述的将扫描图转换为高清图的处理方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，处理器用于执行存储介质中存储的计算机程序实现如权利要求1或2所述的将扫描图转换为高清图的处理方法。

Images