專利名稱：一種自適應(yīng)分塊的多聚焦圖像融合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像融合技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種自適應(yīng)分塊的多聚焦圖像融合方法。
背景技術(shù)：
為了對同一場景的所有物體進(jìn)行圖像描述，可以采用多次不同焦距拍攝的方法，從而獲得多個焦距不同的圖像，把獲得的這些圖像融合成一幅圖，保留每一幅圖像中清晰的部分，該項技術(shù)稱為多聚焦圖像融合技術(shù)。多聚焦圖像融合技術(shù)能夠有效利用同一場景中不同拍攝焦距取得的多幅圖像，得到一幅綜合所有聚焦點的清晰的融合圖像。并且，融合圖像具有信息量大、目標(biāo)細(xì)節(jié)豐富等特點。多聚焦圖像融合方法，從采用的數(shù)學(xué)方法角度可以大致分為:加權(quán)平均法、邏輯濾波器法、數(shù)學(xué)形態(tài)法、模擬退火法、圖像代數(shù)法、金字塔圖像融合法、小波變換圖像融合法等等。這些融合方法都是能夠取得良好的融合結(jié)果，但是多聚焦圖像的融合又具有它自己的特點，比如圖像中存在許多公共區(qū)域，而這些公共區(qū)域是不需要做出融合計算的，根據(jù)多聚焦圖像的這一特點，提出一種基于像素塊相似矩陣的自適應(yīng)融合方法，以提高融合的效率，改善融合效果。敬忠良等公開的發(fā)明專利“基于塊分割的多聚焦圖像融合方法”(專利號:02137055.9)中，在將多聚焦輸入原圖像分割成若干個大小相等的塊區(qū)域的基礎(chǔ)上，對每個塊區(qū)域求取其局部對比度來反映圖像聚焦清晰區(qū)域與聚焦模糊區(qū)域之間的差異。利用塊區(qū)域局部對比度將整個圖像劃分成清晰區(qū)域和模糊區(qū)域，再與清晰區(qū)域與模糊區(qū)域相鄰的所有塊區(qū)域劃分為邊界區(qū)域，得到圖像的三個不同的區(qū)域劃分并以圖像區(qū)域標(biāo)記圖的形式進(jìn)行表示。對于清晰區(qū)域和模糊區(qū)域，直接選取清晰塊區(qū)域作為融合后的相應(yīng)塊區(qū)域，對于邊界區(qū)域，采用基于對比度的像素選取融合方法進(jìn)行融合處理。上述發(fā)明達(dá)到了多聚焦圖像的融合目的，分割塊來進(jìn)行融合的方法在多聚焦圖像融合中是非常有意義的，但是塊的分割大小是固定的，并且每個塊上都要計算對比度，這無疑增加了算法的運行時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種自適應(yīng)分塊的多聚焦圖像融合方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種自適應(yīng)分塊的多聚焦圖像融合方法，包括以下步驟:步驟1、分別將兩幅大小一樣的待融合源圖A和B預(yù)分割成若干個大小相同的圖像塊；步驟2、分別確定待融合源圖A和B中的每個圖像塊的灰度共生矩陣，并計算每個圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差；步驟3、構(gòu)建與待融合源圖A和B大小相同的空白融合結(jié)果圖，并將步驟2中標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果相同的兩個圖像塊中的任意一個圖像塊寫入融合結(jié)果圖的對應(yīng)位置；步驟4、分別對待融合源圖A和B中標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果不同的圖像塊進(jìn)行細(xì)分割得到若干個子圖像塊，重新計算每個子圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差，若待融合源圖A和B中對應(yīng)位置的兩個子圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差均相同，則將對應(yīng)位置的兩個子圖像塊中的任意一個子圖像塊寫入融合結(jié)果圖的對應(yīng)位置完成融合；否則執(zhí)行步驟5 ;
步驟5、繼續(xù)對標(biāo)準(zhǔn)偏差不相同的子圖像塊進(jìn)行細(xì)分割并繼續(xù)判斷對應(yīng)位置的子圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差是否均相同，若相同則完成融合，否則繼續(xù)執(zhí)行本步驟直至細(xì)分割次數(shù)達(dá)到3次為止；此時，若仍然存在對應(yīng)位置的子圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差不相同，則執(zhí)行步驟6 ；步驟6、利用基于偏差中值的融合方法對步驟5中灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差仍不相同的子圖像塊進(jìn)行融合，將融合結(jié)果寫入融合結(jié)果圖。進(jìn)一步地優(yōu)選方案，本發(fā)明自適應(yīng)分塊的多聚焦圖像融合方法中，所述步驟2中，確定待融合源圖A和B中的每個圖像塊的灰度共生矩陣，并計算每個圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差，具體為:A、確定待融合源圖A和B中的每個圖像塊的灰度共生矩陣:步驟Al、構(gòu)建一個256X256的矩陣；步驟A2、對于步驟Al所述的矩陣中坐標(biāo)為(x,y)(x=l, 2，…，256，y=l，2，-,256)的元素，分別判斷待融合源圖A、B中的每個圖像塊中是否存在灰度值分別為x-l、y-l的兩個不同的像素點，如存在，則將該元素的值賦為I ;如不存在，則賦值為O ;最終得到的矩陣即為每個圖像塊的灰度共生矩陣；B、根據(jù)下式計算灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ:
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)分塊的多聚焦圖像融合方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、分別將兩幅大小一樣的待融合源圖A和B預(yù)分割成若干個大小相同的圖像塊； 步驟2、分別確定待融合源圖A和B中的每個圖像塊的灰度共生矩陣，并計算每個圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差； 步驟3、構(gòu)建與待融合源圖A和B大小相同的空白融合結(jié)果圖，并將步驟2中標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果相同的兩個圖像塊中的任意一個圖像塊寫入融合結(jié)果圖的對應(yīng)位置； 步驟4、分別對待融合源圖A和B中標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果不同的圖像塊進(jìn)行細(xì)分割得到若干個子圖像塊，重新計算每個子圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差，若待融合源圖A和B中對應(yīng)位置的兩個子圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差均相同，則將對應(yīng)位置的兩個子圖像塊中的任意一個子圖像塊寫入融合結(jié)果圖的對應(yīng)位置完成融合；否則執(zhí)行步驟5 ； 步驟5、繼續(xù)對標(biāo)準(zhǔn)偏差不相同的子圖像塊進(jìn)行細(xì)分割并繼續(xù)判斷對應(yīng)位置的子圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差是否均相同，若相同則完成融合，否則繼續(xù)執(zhí)行本步驟直至細(xì)分割次數(shù)達(dá)到3次為止；此時，若仍然存在對應(yīng)位置的子圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差不相同，則執(zhí)行步驟6; 步驟6、利用基于偏差中值的融合方法對步驟5中灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差仍不相同的子圖像塊進(jìn)行融合，將融合結(jié)果寫入融合結(jié)果圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)分塊的多聚焦圖像融合方法，其特征在于，所述步驟2中，確定待融合源圖A和B中的每個圖像塊的灰度共生矩陣，并計算每個圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏 差，具體為: A、確定待融合源圖A和B中的每個圖像塊的灰度共生矩陣: 步驟Al、構(gòu)建一個256X256的矩陣； 步驟A2、對于步驟Al所述的矩陣中坐標(biāo)為(X，y)，其中x=l，2，…，256，y=l, 2，…，256的元素，分別判斷待融合源圖A、B中每一個圖像塊中是否存在灰度值分別為x-l、y-l的兩個不同的像素點，如存在，則將該元素的值賦為I ;如不存在，則賦值為O ;最終得到的矩陣即為每個圖像塊的灰度共生矩陣； B、根據(jù)下式計算灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)分塊的多聚焦圖像融合方法，其特征在于，所述步驟4中，對標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果不同的圖像塊進(jìn)行細(xì)分割的具體步驟如下: (1)將待融合源圖A和B中 標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果不同的圖像塊，分別按照圖像塊左上角的像素點在待融合源圖A、待融合源圖B中的位置來排序； (2)先細(xì)分割位置接近待融合源圖A和B邊緣的圖像塊，即圖像塊左上角像素點的行號最小和最大的圖像塊以及圖像塊左上角像素的列號最小和最大的圖像塊；細(xì)分方法則為左上角像素點的行號最小的圖像塊及左上角像素點的列號最小的圖像塊從待融合源圖A和B的左上角來遞行遞列減少圖像塊的大??；左上角像素點的行號最大的圖像塊及左上角像素點的列號最大的圖像塊從待融合源圖A和B的右下角來遞行遞列減少圖像塊的大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)分塊的多聚焦圖像融合方法，其特征在于，所述步驟6中利用基于偏差中值的融合方法對步驟5中灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差仍不相同的子圖像塊進(jìn)行融合，具體利用下式進(jìn)行融合:
全文摘要
本發(fā)明一種自適應(yīng)分塊的多聚焦圖像融合方法，對預(yù)分割后的圖像塊的灰度共生矩陣的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行判斷，將標(biāo)準(zhǔn)偏差相同的圖像塊寫入融合結(jié)果圖，對標(biāo)準(zhǔn)偏差不同的圖像塊進(jìn)行自適應(yīng)細(xì)分割，當(dāng)細(xì)分次數(shù)達(dá)到三次后，仍存在標(biāo)準(zhǔn)偏差不相同的子圖像塊，再利用基于偏差中值的融合方法對標(biāo)準(zhǔn)偏差不同的子圖像塊進(jìn)行融合，并將融合結(jié)果寫入融合結(jié)果圖。該方法可以有效地解決固定尺寸分塊方法中的像素清晰度誤判問題，從而得到更加理想的融合結(jié)果圖像。
文檔編號G06T5/50GK103186894SQ20131009385
公開日2013年7月3日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者張闖, 常建華, 葛益嫻, 孫冬嬌 申請人:南京信息工程大學(xué)