基于區(qū)域相似性的多聚焦圖像融合方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于區(qū)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，并對處理后的多聚集圖像采用基于提升靜態(tài)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，采用基于均方根誤差(RMSE)提取相似區(qū)域，并構(gòu)造邏輯矩陣，據(jù)此提取多聚焦圖像的聚焦區(qū)域；最后，應用結(jié)構(gòu)相似度作為聚焦區(qū)域的權(quán)重系數(shù)，并采用加權(quán)法得到最終的融合圖像。實驗結(jié)果表明：用本文發(fā)明的方法得出的融合圖像與原始圖像有更高的相似度，并且對于含有噪聲的多聚焦圖像而言，融合效果優(yōu)于已有的融合方法。
【專利說明】基于區(qū)域相似性的多聚焦圖像融合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，具體設(shè)計圖像分解和圖像融合方法，用于目標識別。
【背景技術(shù)】
[0002]由于光學成像系統(tǒng)的景深范圍有限，很難獲得對同一場景內(nèi)所有目標都清晰的成像，使得成像在聚焦區(qū)域清晰，離焦區(qū)域模糊。通過采用融合技術(shù)，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(qū)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，便于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(tǒng)的多分辯率系數(shù)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，在不同分辨率層次上對源圖像分解系數(shù)利用不同測量進行融合，然后再重構(gòu)融合圖像。其實質(zhì)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，以盡可能少地系數(shù)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(xiàn)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(qū)域能在融合圖像中被保留，圖像分塊提取融合法被提出，如基于對比度的分塊融合法、基于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。但由于分塊大小難以控制，容易導致融合圖像邊緣出現(xiàn)階梯結(jié)構(gòu)。
[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污染的情況下使用的。在實際采集圖像的過程中，往往因環(huán)境或傳感器因素采集到的圖像含有噪聲。因此，傳統(tǒng)的融合算法應用于受噪聲污染的多聚焦圖像的融合效果比較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0005]本發(fā)明的目的在于針對高斯噪聲干擾下的多聚焦圖像的融合，提出了一種基于區(qū)域相似性的多聚焦圖像融合方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明對圖像融合處理，包括如下過程:
[0007]步驟1:采用均值濾波器對兩幅多聚焦圖像A和B進行濾波處理，得到濾波后的多聚焦圖像，分別記為A'和B'；
[0008]步驟2:采用提升靜態(tài)小波變化(LSWT)算法和反提升靜態(tài)小波變化對兩幅多聚焦圖像A'和B'進行分解和重構(gòu)，得到初步融合圖像F ;
其中，低頻子帶系數(shù)的選擇采用公式(I):
【權(quán)利要求】
1.一種基于區(qū)域相似性的多聚焦圖像融合方法，包括如下過程: 步驟1:采用均值濾波器對兩幅多聚焦圖像A和B進行濾波處理，得到濾波后的多聚焦圖像，分別記為A'和B'； 步驟2:采用提升靜態(tài)小波變換(LSWT)對處理后的多聚焦圖像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)，并應用公式(2)構(gòu)造邏輯圖像Z，對初步融合圖像F進行區(qū)域劃分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多聚焦圖像融合方法，其特征在于步驟I對多聚焦圖像采用均值濾波器對多聚焦圖像進行初步去噪聲處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多聚焦圖像融合方法，其特征在于步驟2對多聚焦圖像A'和B'采用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(jù)權(quán)利要求1所述的多聚焦圖像融合方法，其特征在于步驟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(gòu)造邏輯圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多聚焦圖像融合方法，其特征在于步驟4通過計算聚焦區(qū)域的結(jié)構(gòu)相似度確定聚焦區(qū)域的權(quán)重系數(shù)。`
【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(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】但春林, 封長林 申請人:西安元朔科技有限公司