[發明專利]一種圖像的融合方法和融合系統

有效

• 申請號: 201710852872.4
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107492086B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 丁明躍;李曉慶;鄧文杰
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06K9/62
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發明公開一種圖像的融合方法和系統。所述方法包括以下步驟：(1)使用高頻超聲復合掃描探針顯微鏡采集三個分量圖像數據，包括形貌像、聲學振幅像和聲學相位像；(2)將采集得到的三個分量圖像經過歸一化處理后，采用RGB色彩融合模型，將三個分量圖像融合成一幅彩色圖像，融合后的圖像能顯示全部的樣品外部和內部信息。高頻超聲復合掃描探針顯微鏡系統的圖像融合系統包括圖像采集模塊、圖像歸一化模塊、圖像融合模塊和圖像背景調節模塊。本發明解決了不同分量圖像的融合分析問題，達到了對高頻超聲復合掃描探針顯微鏡系統采集到的不同分量圖像進行分析的目的。

技術領域

本發明屬于圖像融合領域，更具體地，涉及一種高頻超聲復合掃描探針顯微鏡下同一結構不同分量圖像的融合方法。

背景技術

高頻超聲復合掃描探針顯微鏡是在原子力顯微鏡的基礎上發展起來的，可以得到表征樣品外部形態的形貌像和探針起伏像，也可以得到能夠表征內部結構的掃描聲學振幅像和相位像，對于這些不同分量的圖像處理尚沒有比較好的融合方法?，F有的方法并沒有能夠將不同分量的圖像進行一個簡單清晰的處理，使外部像和內部像同時表達在一幅圖上，以便于觀察和分析結果。因此，建立一種便于觀察和分析的融合方法是十分重要的。

發明內容

針對現有的改進需求，本發明提供了一種針對不同分量的圖像融合的方法。生物熒光體系中的熒光染色模型可以通過使用不同顏色染料標記來得到能夠表征細胞骨架、細胞器和細胞核的圖像，本發明模擬生物熒光染色模型，構建RGB模型引入到圖像融合方法中，其目的在于通過把不同分量設定為不同的色彩通道，融合后能達到既可表征外部形貌，也可以表征內部結構的目的，目前尚無基于高頻超聲復合掃描探針顯微鏡所得到的無創原位的圖像進行融合來表征全部信息的方法，由此提供了解決現階段無法同時在一幅圖上表征外部和內部結構信息問題的一種基于上述不同分量圖像的融合方法。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，本發明提供了一種高頻超聲復合掃描探針顯微鏡系統所得圖像的融合方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)使用高頻超聲復合掃描探針顯微鏡采集同一結構在同一位置處的待融合的不同分量圖像；

(2)將步驟(1)中獲得的待融合的同一部位處的待融合的形貌像、聲學振幅像和聲學相位像的三種分量圖像數據進行歸一化處理；

(3)將步驟(2)中歸一化后的不同分量圖像融合成一幅彩色圖像；先將歸一化后的三種分量圖像對應設定為R分量、G分量和B分量全排列中的一種，也即將歸一化后的三種分量圖像對應設定為紅色分量、綠色分量和藍色分量全排列中的一種；然后將三幅圖像融合成一幅彩色圖像，融合后的彩色圖像像素點的顏色坐標滿足以下公式：D＝(R,G,B)；其中D為融合后的彩色圖像上的每個像素點的顏色坐標，R為紅色分量圖像每個像素點的灰度值，G為綠色分量圖像每個對應的像素點的灰度值，B為藍色分量圖像每個對應的像素點的灰度值；

(4)對步驟(3)得到的融合彩色圖像的背景進行調節，使目標圖像與背景對比度最大，融合后的彩色圖像能顯示三張分量圖像中全部的外部形貌和內部結構。

優選地，步驟(1)中所述的待融合的圖像數據包括形貌像、聲學振幅像和聲學相位像。

優選地，所述步驟(2)歸一化處理過程中計算圖像中每個單獨的像素點的值的公式為：

j＝(i/max)*256；

其中i為圖像中每個像素點的數值，max為整幅圖像中像素點的最大值，j為歸一化后每個像素點的數值。由于高頻超聲復合掃描探針顯微鏡采集得到的圖像為索引圖像，因此融合前需要通過歸一化處理，將索引圖像轉變為灰度圖像。

將步驟(2)所述的設定分量圖像對應的色彩通道，進行了六種組合的對比后，形貌像設為R分量；聲學振幅像設為G分量，聲學相位像設為B分量是最優選擇，融合后目標的輪廓與內部結構信息量最大，邊緣最清晰。組合如下所示：