[发明专利]一种可见光图像与荧光图像融合方法及系统

权利要求书

1.一种可见光图像与荧光图像融合方法，其特征在于，包括：

S1：对可见光相机和近红外相机进行图像配准，获取配准参数；

S2：分别通过可见光相机和近红外相机同步采集可见光图像和荧光图像；

S3：对接收的荧光图像进行预处理，根据配准参数对齐可见光图像和预处理后的荧光图像像素；

S4：对配准对齐后的可见光图像和荧光图像进行像素融合生成多光谱图像；

S5：将融合后的多光谱图像依次合并生成对应的视频序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1包括：

S11：配准过程中可见光相机和近红外相机固定位置放置，同时，可见光相机和近红外相机之间相对位置保持固定；

S12：标靶放置于位置可调的金属滑轨上，位于可见光相机和近红外相机的正前方，其中，标靶能发出近红外相机波段内荧光；

S13：通过可见光相机和近红外相机同步采集可见光图像和荧光图像；

S14：获取可见光图像和荧光图像的对应特征点及其坐标位置，可见光图像和荧光图像对应特征点的坐标组成特征对，根据多组特征对坐标计算得到一组配准参数，其中，配准参数是像素偏移值或仿射变换矩阵；

S15：固定长度调整标靶和可见光相机和近红外相机之间的间距，依次执行步骤S13～S14获取多组配准参数；

S16：对所获取的多组配准参数进行数据清洗，舍弃偏离整体平均值且差异超过设定值的异常配准参数组，计算剩余配准参数组中各参数的平均值作为最终的配准参数组。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，对接收的荧光图像进行预处理包括：对接收的荧光图像依次进行去噪、强度变换、数据非线性映射和伪彩化预处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S4中的图像融合过程具体是在特定颜色空间内对可见光图像和荧光图像的对应像素加权求和，其中，权重参数由可见光图像的像素边缘强度值和荧光图像的像素强度值计算确定。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，对接收的荧光图像进行预处理包括：

采用保边滤波器对荧光图像平滑去噪；通过设定的荧光信号强度阈值区分荧光信号和干扰信号，根据设定的强度放大系数对荧光信号线性增强，对干扰信号的强度值置0；将荧光像素的强度值非线性映射至可见光图像像素位深范围内；通过单通道荧光图像生成3通道伪彩色图像，伪彩图像的色度由用户指定。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，由I″′_i,j＝w′_i,jI′_i,j+w″_i,jI″_i,j确定图像融合后的像素I″′_i,j，其中，w′_i,j是配准对齐后的可见光图像像素I′_i,j的融合权重值，w″_i,j是配准对齐后的荧光图像像素I″_i,j的融合权重值，(i,j)是像素的下标。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，由确定可见光图像的融合权重值w′_i,j和荧光图像的融合权重值w″_i,j，其中，Ω是属于荧光区域的所有像素下标的集合，p_i,j∈[0,1]是可见光图像像素的边缘强度值，q_i,j∈[0,1]是荧光图像像素的强度值。