基於區域相似性的多聚焦圖像融合方法

2023-04-23 07:20:01

基於區域相似性的多聚焦圖像融合方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於區域相似性的圖像融合方法。該方法的處理過程是：首先對多聚焦圖像進行均值濾波處理，並對處理後的多聚集圖像採用基於提升靜態小波變化(LSWT)的融合算法確定初始融合圖像；在初始融合圖像中，採用基於均方根誤差(RMSE)提取相似區域，並構造邏輯矩陣，據此提取多聚焦圖像的聚焦區域；最後，應用結構相似度作為聚焦區域的權重係數，並採用加權法得到最終的融合圖像。實驗結果表明：用本文發明的方法得出的融合圖像與原始圖像有更高的相似度，並且對於含有噪聲的多聚焦圖像而言，融合效果優於已有的融合方法。
【專利說明】基於區域相似性的多聚焦圖像融合方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於圖像處理領域，具體設計圖像分解和圖像融合方法，用於目標識別。
【背景技術】
[0002]由於光學成像系統的景深範圍有限，很難獲得對同一場景內所有目標都清晰的成像，使得成像在聚焦區域清晰，離焦區域模糊。通過採用融合技術，對同一場景的多幅不同聚焦圖像按照一定的融合準則進行融合處理，提取各自的清晰區域組合場景中所有目標都清晰的信息更全面更準確的新圖像，便於人眼觀察或計算機的進一步處理。
[0003]常用的多聚焦圖像融合方法包括傳統的多分辯率係數融合法和圖像分塊提取融合法。前者如拉普拉斯金字塔法、低通率金字塔法、梯度金字塔法和小波變化法等，此類方法先對源圖像進行多分辯率分解，在不同解析度層次上對源圖像分解係數利用不同測量進行融合，然後再重構融合圖像。其實質是在某一源圖像較清晰像素點和與其對應位置的另一源圖像較模糊像素點之間作一均衡，以儘可能少地係數較清晰像素點的清晰度來提升較模糊像素點的清晰度，因此，此類方法在多聚焦圖像融合中的表現往往差強人意。為更好地提升多聚焦圖像的融合效果，使源圖像中的清晰區域能在融合圖像中被保留，圖像分塊提取融合法被提出，如基於對比度的分塊融合法、基於視覺特性的分塊融合法和自適應分塊搜索的融合法。這類方法實時性效果好，且計算比較簡單。但由於分塊大小難以控制，容易導致融合圖像邊緣出現階梯結構。
[0004]值得注意的是，上述兩類融合算法均是在假定多聚焦圖像沒有受到噪聲汙染的情況下使用的。在實際採集圖像的過程中，往往因環境或傳感器因素採集到的圖像含有噪聲。因此，傳統的融合算法應用於受噪聲汙染的多聚焦圖像的融合效果比較差。

【發明內容】

`[0005]本發明的目的在於針對高斯噪聲幹擾下的多聚焦圖像的融合，提出了一種基於區域相似性的多聚焦圖像融合方法。
[0006]為了實現上述目的，本發明對圖像融合處理，包括如下過程:
[0007]步驟1:採用均值濾波器對兩幅多聚焦圖像A和B進行濾波處理，得到濾波後的多聚焦圖像，分別記為A'和B'；
[0008]步驟2:採用提升靜態小波變化(LSWT)算法和反提升靜態小波變化對兩幅多聚焦圖像A'和B'進行分解和重構，得到初步融合圖像F ;
其中，低頻子帶係數的選擇採用公式(I):
【權利要求】
1.一種基於區域相似性的多聚焦圖像融合方法，包括如下過程: 步驟1:採用均值濾波器對兩幅多聚焦圖像A和B進行濾波處理，得到濾波後的多聚焦圖像，分別記為A'和B'； 步驟2:採用提升靜態小波變換(LSWT)對處理後的多聚焦圖像A'和B'進行融合，得到初步融合圖像F ; 步驟3:應用公式(I)計算初步融合圖像F和多聚焦圖像A'、B'之間的均方根誤差(RMSE)，並應用公式(2)構造邏輯圖像Z，對初步融合圖像F進行區域劃分。

2.根據權利要求1所述的多聚焦圖像融合方法，其特徵在於步驟I對多聚焦圖像採用均值濾波器對多聚焦圖像進行初步去噪聲處理。
3.根據權利要求1所述的多聚焦圖像融合方法，其特徵在於步驟2對多聚焦圖像A'和B'採用LSWT進行初步融合，其中低頻融合算法和高頻融合算法分別為公式(5)和公式(6)。
4.根據權利要求1所述的多聚焦圖像融合方法，其特徵在於步驟3通過計算多聚焦圖像與初步融合圖像之間的均方根誤差構造邏輯圖像。
5.根據權利要求1所述的多聚焦圖像融合方法，其特徵在於步驟4通過計算聚焦區域的結構相似度確定聚焦區域的權重係數。`
【文檔編號】G06T5/50GK103778615SQ201210241425
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月23日 優先權日:2012年10月23日
【發明者】但春林, 封長林 申請人:西安元朔科技有限公司