[发明专利]用于便携式电子内镜的图像融合方法

权利要求书

1.一种用于便携式电子内镜的图像融合方法，其包括：

步骤1.利用便携式电子内镜，得到人体内部组织的图像序列；

步骤2.计算图像序列中每一副图像的曝光质量评价因子；

步骤3.计算图像序列中每一副图像的局部细节丰富程度评价因子；

步骤4.计算图像中所有像素点的局部曝光质量评价因子与局部细节丰富程度评价因子乘积的平均值，通过选取其中平均值最大的图像，作为参考图像；

步骤5.计算序列中所有图像与参考图像的相似性评价因子；

步骤6.通过计算局部曝光质量评价因子、局部细节丰富程度评价因子与相似性评价因子的乘积，得到参与图像融合的每一副图像的权重；

步骤7.通过权重与序列图像乘积的加和，得到动态场景图像；

步骤4中，计算图像中所有像素点局部曝光质量评价因子和局部细节丰富度评价因子的乘积，

Q＝E×D，

利用局部曝光质量评价因子E和局部细节丰富程度评价因子D的乘积Q作为参考图像的选择依据，计算图像中所有像素点Q值的平均值选择图像序列中值最大者作为参考图像；

步骤6中，综合局部曝光质量、细节丰富程度以及与参考图像之间的相似性三方面因素的影响，基于图像质量评价因子的权重计算公式为：

wⁱ(x,y)＝Eⁱ(x,y).Dⁱ(x,y).Sⁱ(x,y)；

i表示图像序列中的第i帧图像。

2.如权利要求1所述的用于便携式电子内镜的图像融合方法，其特征在于：步骤1中，通过电子内镜得到图像序列，并对图像序列进行编号：对于长度为P帧的图像序列，设Iⁱ(x,y)表示第i帧图像在(x,y)位置的灰度值，其中i∈[0,P]为像素点坐标；(x,y)为像素点坐标。

3.如权利要求1所述的用于便携式电子内镜的图像融合方法，其特征在于：步骤2中，采用高斯曲线的形式来评价像素点的曝光质量；曝光质量评价因子计算公式为：

其中，Eⁱ(x,y)表示第i帧图像在(x,y)位置的曝光质量评价因子，σ_e为常数，对于彩色图像，将图像转换到YCbCr颜色空间，根据亮度分量Y来计算参数E。

4.如权利要求1所述的用于便携式电子内镜的图像融合方法，其特征在于：步骤3中，利用梯度的幅值信息对图像的局部细节丰富程度进行评价，图像细节丰富程度评价因子Dⁱ计算公式如下：

上式中，ε表示正数，Mⁱ为第i帧图像(x,y)位置上的梯度大小；

P表示便携式电子内镜获得人体组织图像的帧数。

5.如权利要求1所述的用于便携式电子内镜的图像融合方法，其特征在于：步骤3中，采用Sobel算子作为梯度提取算子，分别计算水平和竖直两个方向的梯度值G_x、G_y，将二者的几何平均值作为该点的梯度幅值，第i帧图像(x,y)位置上的梯度大小Mⁱ为：

6.如权利要求1所述的用于便携式电子内镜的图像融合方法，其特征在于：步骤5中，参考图像的梯度方向图为θ^ref，第i帧图像的梯度方向图为θⁱ，第i帧图像在(x,y)位置上与参考图像之间的梯度方向差记为d_i(x,y)，则：

相应的相似性评价因子Sⁱ(x，y)为：

其中，σ_d为常数；在计算局部相似性评价因子过程中，为了降低图像噪声的影响，提高计算结果的可靠性，对图像进行分块处理，分块大小为(2l+1)(2l+1),其中k的取值由-l到l，表示每块图像中所有的像素点。

7.如权利要求1所述的用于便携式电子内镜的图像融合方法，其特征在于：步骤7中，对权重W进行归一化处理，得到新的权重矩阵为：

融合结果为：

P表示便携式电子内镜获得人体组织图像的帧数。