[发明专利]一种图像边缘检测的景深扩展方法

说明书

技术领域

本发明涉及到数字图像处理技术，尤其涉及一种图像边缘检测的景深扩展方法。

背景技术

景深扩展技术是一项基于数字图像处理的技术，它利用同一图像传感器不同场景下采集的相关图像信息或者不同图像传感器拍摄的多幅图像进行图像融合，将多幅图像信息融合在同一幅图像当中。在光学成像的过程中，由于受到镜头景深的限制，一幅图像往往不能很好的反映具有一定深度或高度的被拍摄物体的全部信息。而且越是放大倍数高的镜头其景深越小，也就是说当我们用这种镜头去拍摄一个有一定深度或高度的物体时，我们只能看清楚其上表面或者下表面，而不能得到一幅完全清晰的图片。运用景深扩展技术我们就可以沿着被拍摄物体的深度(高度)方向拍摄一系列图片，然后运用本方法对其进行合成，从而可得到一幅全景深合成的图片，达到景深扩展的目的。近年来景深扩展技术已成为一种十分重要和有用的图像分析与计算机视觉技术，在自动目标识别、遥感、显微测量、医学图像处理以及军事应用的领域有着广泛的应用前景，现有的如专利：ZL 03107895.8，生物显微镜影像技术达到增加三维景深及解析度的方法。

现有的最简单的景深图像合成方法是将源图像进行加权平均，这种方法的优点是简单，实时性好，但与此同时带来的负面影响是降低了图像的对比度，景深合成效果差。基于图像金字塔分解的景深合成方法也是目前研究的比较多的方法，它包括了图像的小波变换、多速滤波器表示以及金字塔变换。小波在图像表示中展现了很多的优越性，它的优势在于图像合成的精度高效果好，但是缺点也很明显就是速度慢。在显微测量中往往是十几幅图像序列合成一幅图像，如果用小波变换法则需花费大量的时间，这显然是制约景深扩展趋于产品应用的一大瓶颈。如果单纯地采用金字塔变换的方法进行景深合成，速度是可以保证但是合成的效果却一般，对于要求比较高的清晰显微图像则不能胜任。

因此开发一种既能满足合成精度要求，又能达到快速合成目的的图像边缘检测景深扩展方法显得十分必要，是业内亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明针对现有的景深合成方法的不足，提供一种既可满足景深合成精度和效果，又显著提高合成速度的图像边缘检测的景深扩展方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的一种图像边缘检测的景深扩展方法，步骤如下：

用自动对焦显微镜的镜头沿被拍摄物体的深度(高度)方向进行扫描，并且每隔一定距离自动采样拍摄一次；

每拍摄一幅图像，实时对其进行Sobel算子边缘检测，得到一幅只含有清晰区域边缘的灰度图像；

对每一幅边缘检测后的图像进行膨胀变换，使灰度图像原来清晰区域的边缘部分扩展连成一系列连通区域；

将膨胀变换后得到的灰度图与前一幅灰度图进行逐点比较，将灰度值大的那一幅图在该点的图像原值保留下来，并合成一幅新图；将该新图作为中间结果继续与新拍摄的图像合成，直到整个过程结束。

其中，所述膨胀变换为数学形态学膨胀变换。

所述自动对焦显微镜拍摄前，对其预先输入相应控制参数。

所述的控制参数可以为间距或时间。

与现有技术相比，本发明采用计算量小、速度较快的Sobel边缘检测算子对拍摄到的序列图像进行提取边缘操作，再利用边缘检测的结果进行数学图像形态学膨胀变换，从而快速地确定每一幅图像的清晰区域。不同于小波变换法，其首先需要对图像进行频域变换，再计算图像的相似性测度和显著性测度，然后再根据显著性测度大小采用合适的融合策略进行合成，其小波变换、相似性测度都是计算量比较大的步骤，并且计算量随着图像大小的增加呈指数级变大，一旦图像达到百万像素级，其合成速度将显著下降。因此本发明方案中的边缘检测和数学形态学膨胀变换都是计算量很小的步骤，所以其速度优势就显现出来了。采用Sobel算子边缘检测具有合成速度快的优势，因此将其合成步骤实时嵌入到镜头扫描拍摄的过程中，采取边拍边合成的方式，最大限度地体现了本方法合成速度快的优势。用户在使用过程中会随着镜头的扫描发现图像越来越清晰，等扫描过程停止，则立刻能得到一幅全景深扩展后的图像。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作出详细的说明，其中：

图1是本发明较佳实例的流程图；

图2是本发明图像序列图的结构示意图。

具体实施方式

本发明较佳实例如图1所示，所述的图像边缘检测的景深扩展方法，有如下步骤：

步骤1：用自动对焦显微镜的镜头沿被拍摄物体的深度(高度)方向进行扫描，并且每隔一定距离自动采样拍摄一次。