[發(fā)明專利]一種圖像自適應(yīng)融合方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811442041.0
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109544498A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫淑煥;賈仕東;方斌;李鑫武;孫富春
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/33
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 劉陽

本發(fā)明涉及一種圖像自適應(yīng)融合方法，屬于圖像處理領(lǐng)域。本發(fā)明將多成像系統(tǒng)下的圖像融合轉(zhuǎn)換成在新坐標系下的像素插值方法，新圖像的左邊像素區(qū)域完全取自img1中的像素信息，新圖像右邊區(qū)域完全取自變換坐標信息后的img2圖像數(shù)據(jù)，然后再對中間的重疊區(qū)域像素信息采取一種自適應(yīng)評估擇優(yōu)的方法，這樣一來得到的重疊區(qū)域像素信息更為飽滿。本發(fā)明將余弦距離判別分析的思想引入到圖像融合技術(shù)中，對比傳統(tǒng)的技術(shù)極大減少了融合后圖像信息失真的可能性，魯棒性更好，可以有效修正各選取像素時可能存在的度量標準不統(tǒng)一問題，自動選擇規(guī)劃出合適的各相機成像點集，圖像融合的結(jié)果更為平滑，同時使得圖像細節(jié)信息更為飽滿，整體效果更為真實。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，是一種基于余弦距離判別分析的圖像自適應(yīng)融合方法。

背景技術(shù)

目前機器視覺已成為工業(yè)領(lǐng)域研究的熱門話題，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場引入視覺可以更好地完成對工件的識別、檢測、包裝和搬運等項目，但在獲取工件視覺信息的時候，一些生產(chǎn)項目需要識別的工件視場較大，單個相機不能夠很好的滿足實際需求，所以通常會采用具有平行光軸結(jié)構(gòu)的多相機成像系統(tǒng)(如附圖1)，最后利用圖像拼接算法得到所需要的圖像數(shù)據(jù)。

圖像拼接算法的核心主要是圖像配準和圖像融合，圖像配準的方法經(jīng)過大量研究人員多年的研究已經(jīng)較成熟，但是在圖像融合部分，由于復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境(光照、溫度等)及成像系統(tǒng)本身的裝配誤差，各相機所成像的結(jié)果存在一定的差異，傳統(tǒng)的圖像合成方法在此基礎(chǔ)上的合成效果并不好，小小的細節(jié)錯誤就會使得工件檢測等項目產(chǎn)生重大失誤。因此，對于多相機成像系統(tǒng)的重疊區(qū)域判定擇優(yōu)顯得極為關(guān)鍵。

現(xiàn)有的圖像融合方法主要分為兩種：一種簡易的方法是先將附圖2中的右圖img2經(jīng)變換矩陣H變換到一個新圖像中，然后直接將左圖img1加到新圖像中，這樣拼接出來會有很明顯的拼接縫；另一種方法首先也是將右圖img2經(jīng)變換矩陣H變換到一個新圖像中，在融合過程中將目標圖像分為三部分，最左邊完全取自img1中的數(shù)據(jù)，重合區(qū)域右邊的部分完全取自img2經(jīng)變換后的圖像，中間的重合部分取兩幅圖像的加權(quán)平均值，這樣一來可能導(dǎo)致重疊區(qū)域細節(jié)部分的丟失，并且也會存在一定的拼接縫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過對各個相機的重疊區(qū)域部分評估擇優(yōu)，自動選擇規(guī)劃出合適的各鏡頭成像點集，使得融合的圖像更為真實，細節(jié)更加突出，極大地減小了因為細節(jié)丟失而導(dǎo)致的系統(tǒng)檢測誤差。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種圖像自適應(yīng)融合方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，針對有重疊部分的待融合圖像，根據(jù)每張圖像重疊部分配準出的相同特征點，在融合圖像坐標體系內(nèi)，構(gòu)建在每張圖像上的相同特征點之間的映射關(guān)系；

步驟2，根據(jù)映射關(guān)系，將每張圖片未重疊部分在融合圖像坐標體系內(nèi)映射融合；

步驟3，對于重疊部分，在融合圖像坐標體系內(nèi)，確定相同特征點在每張圖片的像素坐標及其像素坐標均值，根據(jù)每張圖片上的像素坐標與像素坐標均值的余弦相似度對比結(jié)果，選擇余弦相似度較大的像素點作為待融合像素點，對重疊部分圖像進行融合；

步驟4，將步驟2未重疊部分融合圖像與步驟3重疊部分融合圖像進行融合。

進一步的技術(shù)方案在于，所述步驟1的圖像配準過程采用SIFI算法實現(xiàn)。

進一步的技術(shù)方案在于，所述映射關(guān)系是通過變換矩陣來獲得。

進一步的技術(shù)方案在于，步驟1中變換矩陣的計算方式如下：

設(shè)重疊部分上任意一點T，在圖像一中成像為T1，在圖像2中成像為T2；由成像的映射關(guān)系得H1*T＝T1,H2*T＝T2,得T1＝T2(H1*H2^-1)；變換矩陣H表示圖像一和圖像二相同特征點的映射關(guān)系，由上式推導(dǎo)：H＝H1*H2^-1。