[發明專利]基于區域的對比度金字塔圖像融合方法

在審

• 申請號: 201210404367.0
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN103778616A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 焦建彬;祝耀華;葉齊祥
• 申請（專利權）人: 中國科學院研究生院
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T3/40
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

本發明屬于圖像處理領域，涉及一種利用掩模圖指導對比度金字塔和底層圖像的融合，并通過重構得到全清晰圖像。

背景技術

高倍光學鏡頭(如顯微鏡)存在一個缺點：景深的數量級一般是10^-3m或更小，而且放大倍數越高，景深越小。這導致了一個后果：拍攝三維物體時，一幅放大倍數很大的圖像中只有小部分區域是清晰的，而其他區域都是模糊的，這樣的圖像稱為離焦圖像。

生物與醫學研究領域，科研人員使用顯微鏡觀察組織細胞時，由于景深的局限性，顯微鏡呈現出的圖像只有小部分是清晰的，而無法得到被觀察物體的整體清晰圖像，給研究工作帶來了不少困擾；刑事偵查領域，分析彈痕與指紋的顯微圖像時，只有小部分清晰區域的大量圖像大大提高了分析與比對工作的工作量，同時也降低了彈痕或指紋比對的準確性。

基于圖像融合的方法是利用多幅離焦圖像的清晰部分得到一幅全清晰圖像。現有的圖像融合算法主要有兩類：1.變換域融合算法；2.空間域融合算法。

現存的圖像融合算法有一個共同的不足之處：很難保證融合結果既保持了源圖像(離焦圖像)中絕大部分的原始信息，同時又具有良好的視覺效果。比如說經典對比度金字塔變換損失圖像細節部分，線性加權方法降低圖像的對比度。

發明內容

本發明的目的能最大程度地符合人眼視覺特性，提供一種不依賴于任何拍攝參數，簡單、效率高的基于區域的對比度金字塔圖像融合方法，解決現有技術損失圖像細節，圖像的對比度降低的技術問題，。

為實現本發明的目的，本發明提供的基于區域的對比度金字塔圖像融合方法，利用同一場景的多幅離焦圖像，得到同一場景的一幅清晰圖像的步驟如下：

步驟S1：選定一個窗口，讀取多幅離焦圖像，對多幅離焦圖像中具有相同坐標的所有像素點執行以下操作：將每一個像素點作為窗口的中心，計算出每一個窗口內的拉普拉斯能量，所述拉普拉斯能量的最大值對應的窗口中心的像素點作為清晰像素點，并將清晰像素點所在的離焦圖像的序號標記在掩模圖像中；

步驟S2：通過濾波對掩模圖像優化、去除噪聲，得到每幅離焦圖像中清晰區域的位置及標記，并通過金字塔分解構建掩模金字塔圖像；

步驟S3：依照對比度金字塔算法對每幅離焦圖像進行計算，得到每一幅離焦圖像的對比度金字塔圖像和高斯金字塔的底層圖像；

步驟S4：根據掩模金字塔各層圖像中對清晰區域的標記，將每幅離焦圖像的對比度金字塔各層圖像和高斯金字塔的底層圖像融合，得到融合后的對比度金字塔各層圖像和高斯金字塔的底層圖像；

步驟S5：利用融合后的對比度金字塔各層圖像與高斯金字塔的底層圖像，依照對比度金字塔算法重構得到同一場景的一幅清晰圖像。

優選實施例，采用掩模金字塔圖像指示多幅對比度金字塔圖像的融合：

步驟Sa：從掩模金字塔的首層圖像依次下采樣，得到掩模金字塔的各層圖像；

步驟Sb：根據掩模金字塔的各層圖像的標記，從對比度金字塔圖像中用于將對比度金字塔各層圖像按照公式(1)融合：

RCl(p,q)=Cl,Ml(p,q)(p,q),l=1,0...,L.---(1)]]>