[发明专利]未配准多聚焦图像的快速融合方法

说明书

本发明公开了一种未配准多聚焦图像的快速融合方法，包括获取同一场景下的若干多聚焦图像；构建各图像的尺度空间金字塔；获取各图像的特征点集并生成显著性图像；以特征点数最多的图像作为参考图像，计算变换模型得到配准后的原图像和显著性图像；根据配准后的显著性图像形成权重图像；将每张图像的权重图像与对应的已配准的原图像按位相乘并累加，得到最终的融合图像。本发明方法能够降低对输入的待融合多聚焦图像的约束性，并且保证融合后的全局清晰图像能保留不同大小尺度的信息以达到较好的视觉质量，而且本发明方法的计算速度快，可靠性高、融合效果好且效率较高。

技术领域

本发明具体涉及一种未配准多聚焦图像的快速融合方法。

背景技术

多聚焦图像融合是将同一视野下，相机聚焦于不同区域拍摄得到的一系列局部清晰但全局模糊的图像，融合成一张保留了原始图像信息的全局清晰图像的技术，用以满足实际的应用需求。但是，由于实际操作过程中，调节聚焦区域时，相机会产生一定程度上的抖动，从而导致拍摄得到的一系列多聚焦图像存在位置偏移，并不完全满足同一视野的条件，由此而形成未配准的多聚焦图像。如若直接将这些未配准的多聚焦图像进行融合，其效果会有明显的失真，破坏了原始图像信息，使得图像融合失去意义。

多聚焦图像融合方法主要是基于像素级进行处理，以此保留更多的原始图像信息同时保证处理的高效性，但这种方法对原始的待融合图像的相位一致性要求较高，其要求输入为完全配准的图像，否则，融合的结果将会有明显的几何变形和信息损失。现有的多聚焦图像融合方法主要有：(1)图像已配准的前提下进行处理。这种前提假设在实际应用中并不能完全满足，限制了方法的适用性；(2)对于未配准的输入图像，先对其进行配准处理，再将其进行融合。这种分段式的处理方式存在一定的冗余操作，很大程度上影响了融合处理的时效性，尤其是对高分辨率图像进行融合。(3)对存在局部小范围的未配准图像，同时进行融合和配准处理。这种联合处理的方式较为高效，但其只适用于细微偏移的未配准情况，不适合于存在明显偏移的情况，如显微镜下采集的未配准的多聚焦图像。基于上述论述，现有的多聚焦图像融合方法并不能对实际应用中未配准的多聚焦图像进行有效融合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠性高、融合效果好且效率较高的未配准多聚焦图像的快速融合方法。

本发明提供的这种未配准多聚焦图像的快速融合方法，包括如下步骤：

S1.获取同一场景下的若干张多聚焦图像；

S2.对步骤S1获取的每张图像，构建各张图像的尺度空间金字塔；

S3.根据步骤S2得到的各张图像的尺度空间金字塔，获取各图像的特征点集，同时生成显著性图像；

S4.根据步骤S3得到的各张图像的特征点集，以特征点数最多的图像作为参考图像，依次将剩余图像与参考图像中的特征点进行比较，计算得到变换模型，从而得到配准后的原图像和显著性图像；

S5.比较步骤S4得到的配准后的显著性图像，将所有显著性图像相同位置上最大响应所在的图像中位置上的像素值置为第一设定值，剩余图像在同位置上的像素值置为第二设定值，并对所有图像进行滤波后，形成权重图像；

S6.将步骤S5得到的每张图像的权重图像与对应的已配准的原图像按位相乘，并将得到的结果进行累加，从而得到最终的融合图像。

步骤S2所述的构建各张图像的尺度空间金字塔，具体为构建的尺度空间金字塔包含有O个图像组，每个图像组包含有L层图像G；其中，采用盒式滤波器对同一积分图在x-、y-和xy-三个方向上进行原图像i的快速滤波处理并得到滤波结果D_xx、D_yy和D_xy，计算每个像素点近似的Hessian矩阵，并计算该Hessian矩阵的行列式从而得到尺度空间中相应层的图像G。