[發(fā)明專利]一種空間域下的多聚焦圖像融合的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810088543.1
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108364273B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁毅雄;毛淵;嚴(yán)勐;唐志鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T5/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

本發(fā)明公開了一種空間域下的多聚焦圖像融合的方法，該方法首先為每張圖像利用一組不同尺度的高斯核建立一個尺度空間結(jié)構(gòu)，并對該結(jié)構(gòu)中每一組每一層的圖像依次利用相同的Laplacian算子及Gaussian算子進(jìn)行銳化平滑以得到增強(qiáng)后的尺度空間，再將該空間結(jié)構(gòu)中各個尺度下對應(yīng)的每個位置上的最大響應(yīng)值輸出結(jié)果作為該圖像的顯著性圖像。然后比較所有圖像對應(yīng)的顯著性圖像,按照最大響應(yīng)的方式生成每張圖像對應(yīng)的初始掩模，同時為了獲取圖像的空間信息以使得融合后的圖像具有空間一致性，利用導(dǎo)向?yàn)V波的方式對每張掩模進(jìn)行濾波處理，由此得到最終的掩模。最后，將原始的多聚焦圖像與對應(yīng)的掩模相結(jié)合得到融合后的圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種空間域下的多聚焦圖像融合的方法。

背景技術(shù)

因?yàn)橄鄼C(jī)鏡頭的景深有限，通常情況下當(dāng)聚焦在某一個位置時，只有該焦點(diǎn)前后一定距離范圍內(nèi)的物體是清晰的，而其他范圍內(nèi)的物體將會出現(xiàn)模糊，由此而形成局部清晰但全局模糊的圖像。為了得到一張全局清晰的圖像以便后續(xù)進(jìn)行相關(guān)的圖像處理操作，常用的方式是通過拍攝多張聚焦于不同區(qū)域的局部清晰圖像，即多聚焦圖像，然后采用圖像融合的方法將這些局部清晰的圖像融合成一張全局清晰的圖像。現(xiàn)有的圖像融合方法有像素級融合，特征級融合以及決策級融合，像素級融合主要包括兩種基本的融合方式。

第一種方式是變換域融合方法，該方法的原則是首先利用一些變換方法如金字塔變換，離散小波變換等對圖像進(jìn)行分解，然后采用一些融合規(guī)則對分解后的圖像計(jì)算相關(guān)的融合系數(shù)，最后再反向重構(gòu)出融合后的圖像。這種方式是一種傳統(tǒng)的圖像融合方式，基于多分辨率的方式使得融合后的圖像能保持較多的細(xì)節(jié)，但因?yàn)樘幚頃r需要進(jìn)行多次分解，所以計(jì)算量較大。第二種方式是空間域融合方法，通常是在圖像原有信息域中生成其對應(yīng)的顯著性圖像，然后利用一些融合規(guī)則，如對應(yīng)像素值取最大，最小或平均等產(chǎn)生各自的掩模圖像，最后將掩模與原始圖像相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)圖像的融合操作，這種方式操作方便直接，但要產(chǎn)生較好的融合效果圖則對掩模的準(zhǔn)確性有較高的要求。

基于上述的方式，現(xiàn)有的一些圖像融合方法能實(shí)現(xiàn)將多聚焦圖像融合成一張圖像，但融合后的圖像效果則并不能確保其總能滿足視覺要求，即應(yīng)用于不同的場景，一些融合算法的結(jié)果圖并不能完全保證全局清晰，會出現(xiàn)一定程度上的模糊，以及圖像中目標(biāo)信息的完整性丟失，使得一個本該作為整體存在的目標(biāo)被不相鄰像素分隔。這些問題的存在將會直接影響對融合后的圖像進(jìn)行后續(xù)操作的可實(shí)施性，如圖像分割、圖像識別、目標(biāo)檢測等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種空間域下的多聚焦圖像融合的方法，首先基于增強(qiáng)的尺度空間產(chǎn)生圖像對應(yīng)的顯著性圖像，以此將目標(biāo)的完整性問題轉(zhuǎn)換為尺度縮放后的最大響應(yīng)值問題，然后根據(jù)顯著性圖像產(chǎn)生其掩模并對掩模進(jìn)行導(dǎo)向?yàn)V波以獲取其空間信息，使融合后的圖像具有空間一致性，最后將掩模與原始圖像相結(jié)合以得到融合后的圖像。由此可以得到一張全局清晰且保持了圖像中目標(biāo)信息完整性的圖像。

一種空間域下的多聚焦圖像融合的方法，包括以下步驟：

步驟1：獲取N張同場景的多聚焦圖像{Iⁱ(x,y)}，并獲取每張多聚焦圖像對應(yīng)的灰度圖Pⁱ(x,y)，其中，i＝{1,2,…,N}；

對每張圖像Iⁱ(x,y)判斷其是否為單通道灰度圖，若是，則灰度圖Pⁱ(x,y)＝Iⁱ(x,y)，否則將其轉(zhuǎn)換后得到對應(yīng)的灰度圖Pⁱ(x,y)；

圖像有一個屬性為通道數(shù)，通常，三通道的為彩色圖，單通道的為灰度圖，通過判斷通道數(shù)的值是否為1來判斷其是否為單通道的灰度圖。

步驟2：在各尺度下對每張灰度圖Pⁱ(x,y)構(gòu)建對應(yīng)的尺度空間Sⁱ，每個尺度空間包含T個圖像組W_j，每個圖像組包含s層圖像；