[發明專利]一種面向光場重聚焦圖像的聚焦分割方法

有效

• 申請號: 201710248385.7
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN107424155B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 王慧斌;王鑫;韓磊;沈潔;石愛業;嚴錫君;張振;徐立中
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

1.一種面向光場重聚焦圖像的聚焦分割方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1，使用簡化的脈沖耦合神經網絡PCNN計算模型將原始光場重聚焦圖像變換到神經元點火序列空間，生成二維點火序列矩陣；

步驟2，在步驟1生成的點火序列矩陣中，分析各點火序號的連通區域和連通度，得到每個像素的連通度屬性；

步驟3，根據像素連通度屬性和像素鄰域點火序列模型，建立像素分類準則；具體為：

對于坐標(i,j)處的像素，其點火序號和連通度屬性分別為b_i,j∈B、z_i,j∈Z；以b_i,j、z_i,j為中心，分別在點火序列矩陣B和連通度矩陣Z上取nr×nr的窗口，記為鄰域點火序列窗口矩陣M＝(m_s,t)_nr×nr、鄰域連通度窗口矩陣N＝(n_s,t)_nr×nr，定義(i,j)處像素的nr×nr鄰域點火序列中心距矩陣為MC＝(mc_s,t)_nr×nr，其中，nr為大于1的奇數，s、t為取值范圍為1到nr的自然數，m_s,t、n_s,t、mc_s,t分別表示矩陣M、N、MC中(s,t)處的元素值；

矩陣MC由矩陣M和N按照如下規則生成：

其中，α為像素連通度門限值；

建立像素分類準則為：

平坦判定準則：若MC為0矩陣，則(i,j)處像素劃入平坦區域；

清晰判定準則：M中不重復元素連續，若d_max小于d_clear，或者fn大于fn_clear，則(i,j)處像素劃入清晰區域，其中，d_max為矩陣MC中最大、最小元素之差的絕對值，d_clear為最大間距即像素被判定為清晰區域的點火間隔門限值，fn為矩陣M中的不重復元素個數即鄰域點火次數，fn_clear為像素被判定為清晰區域的鄰域點火次數門限值；

邊緣判定準則：若fn不大于fn_edge且d_max大于d_edge，則(i,j)處像素劃入邊緣區域，其中，fn_edge為像素被判定為邊緣區域的鄰域點火次數門限值，d_edge為像素被判定為邊緣區域的點火間隔門限值；

其他區域判定準則：不符合以上任一準則的像素歸入其他區域；

步驟4，對每個像素，根據像素分類準則，標記其分類屬性，形成分類標記矩陣；具體為：

(401)創建與點火序列矩陣B相同大小的零矩陣P；

(402)對坐標(i,j)處像素，建立其鄰域點火序列窗口矩陣M、鄰域連通度窗口矩陣N，計算鄰域點火序列中心距矩陣為MC；

(403)根據步驟3建立的準則，對(i,j)處像素進行分類：若該像素被劃入清晰區域，則將矩陣P(i,j)處的元素賦值為1；若被劃入邊緣區域，則矩陣P(i,j)處的元素賦值為2；若被劃入平坦區域，則矩陣P(i,j)處的元素賦值為3；若被劃入其他區域，則矩陣P(i,j)處的元素賦值為4，從而得到像素分類標記矩陣P；

步驟5，在分類標記矩陣上，使用滑窗技術查找清晰標記密度最大的子矩陣塊，在原始重聚焦圖像中分割出對應區域作為聚焦區域輸出，其中，子矩陣塊的清晰標記密度是指子矩陣塊中值為1的元素個數。

2.根據權利要求1所述的一種面向光場重聚焦圖像的聚焦分割方法，其特征在于，步驟1中將原始光場重聚焦圖像變換到神經元點火序列空間的變換過程具體實現方式為：僅允許每個神經元有效點火一次且僅一次；當一個神經元有效點火一次后，提升門限值為無窮大，使其在迭代周期內不會再次點火；同時，設置門限值衰減下限，當動態門限值衰減到下限值后，所有未點火神經元點火。