[发明专利]基于NSCT与多通道互信息相结合的图像融合质量评估方法

说明书

技术领域

本发明属于融合图像质量评估方法，具体涉及一种基于非下采样轮廓波变换（NSCT）与多通道互信息相结合的医学图像评估方法。

背景技术

图像融合能有效提高图像信息的利用率、提升原始图像的信息量，因此被广泛应用于医学成像领域。图像质量评价对融合的图像质量的评估起到至关重要的作用。图像质量评价能够客观的评价图像融合效果的好坏，能够从客观的角度反映图像融合方法的优劣，从而为判断图像融合算法的优劣提供了客观公正的标准，为图像融合技术的进步起到了积极的推动作用，因此研究有效的图像融合质量评价算法具有重要的理论价值和实际意义。

为了评估不同的融合图像，提出了很多评价算法。比较常用的有互信息（MI）、均方根（RMSE）、通用图像评价指标（UIQI）等。其中，中国专利申请号CN201110432498.5提出了一种基于Gabor特征互信息的全参考图像质量评价方法，该方法利用二维Gabor滤波器提取视觉特征，并通过参考图像和失真图像的互信息来建立图像质量评价函数，取得了符合人类视觉主观认识的评价结果。但是互信息反映的是统计相关性和融合图像中包含源图像的信息量，不能够反映出源图像和融合图像的空间相关性，因而互信息在反应人类视角检测有效性上具有其局限性。而通用图像指数（UIQI）作为一种改进的图像质量评价方法，是通过结合图像的相关损失、亮度失真和对比度失真这三个因素从而建立对于图像失真的模型。尽管这三个因素在图像质量评价中是至关重要的，但该方法不能反映源图像和融合图像的边缘信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于NSCT与多通道互信息相结合的图像融合质量评估方法，弥补了仅用互信息无法将图像轮廓的匹配程度纳入评估范围的不足，更真实、客观地反映出融合图像质量的优劣。

基于NSCT与多通道互信息相结合的图像融合质量评估方法，具体为：

（1）采用非下采样轮廓波变换方法提取融合前的两幅图像A,B和融合后的图像F的层图像：

（11）对图像X进行J级非下采样的金字塔滤波得到J个高频率子带图像和一个低频率子带图像，X＝A,B,F；

（12）对图像X的每个高频子带图像进行方向滤波得到张图像，为第个高频率子带图像的方向参数，

（13）将图像X的第个高频率子带图像的张图像上的同一位置像素点(x,y)的contourlet系数取最大值，得到第高频层图像并将低频率子带图像作为低频层图像X₀；

（2）计算融合前的层图像A_j,B_j与融合后的层图像F_j的层间互信息；

（21）在层图像X_j，j＝0,1,…,J中进行窗口逐像素点遍历，窗口每遍历一像素点得到对应的像素点列向量，将层图像A_j与F_j在同一位置像素点的列向量相加得到向量p_i，将层图像B_j与F_j在同一位置像素点的列向量相加得到向量q_i，i＝1,…,N，N为遍历像素点个数；

（22）计算层图像A_j与F_j的协方差矩阵R_AFj以及B_j与F_j的协方差矩阵R_BFj：