[发明专利]一种改进的多次泊松图像融合方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理领域，特别涉及一种在图像拼接中的改进多次泊松图像融合方法。

背景技术

图像拼接技术一直是图像处理领域的研究热点，是获得大视角图像的主要技术手段之一，通过数幅甚至数十幅以上小视角，小分辨率图像，配准拼接合成出一幅保留原来所有图像信息的高分辨广角图像，广泛应用在航天，医学，军事领域。图像拼接技术不仅能有效避免广角镜头因为物理原因造成的图像边缘畸变，还具有成本低，效果好，视觉质量高的巨大优势。

图像融合是图像拼接技术中的关键技术，其原理是通过对拼接图像中重合带的像素进行重新定义计算，实现拼接图像之间的平滑过渡和无缝拼接，提高拼接过渡带的视觉效果。因此，该步骤是图像拼接中的关键步骤，对于整个图像拼接过程，起着至关重要的作用。

图像融合领域主要的技术方法有很多，如使用较广的加权因子方法，多分辨率样条融合方法，以及动态最佳缝合线融合方法等等。加权因子方法是在图像重叠区域进行加权平均，其加权因子是根据该位置离重合区域的距离来决定，因此，很难消除掉融合时产生的鬼影问题。多分辨率样条插值法是将拼接图像分解成多幅不同尺度图像再进行合成融合，可在征服图像范围内实现平滑融合过渡，并显著降低对配准误差的敏感性。但是由于在产生多尺幅图像时要对图像进行多次高斯滤波，会造成图像信号部分丢失和减弱，导致整体图像模糊和变暗。基于动态规划的最佳缝合线融合是依据最优化原则，在重叠区域内根据相位误差最小准则，寻找一条最优的拼接缝合线，达到消除重影目的，但是其对配准要求高，且计算复杂。

PatrickP等人提出了基于泊松方程的图像融合方法，该方法利用两幅图像的梯度场，对重合区域进行引导差值，将图像融合问题变成求解目标图像块梯度场与背景指导梯度场差值的最小化问题，取得了良好的图像融合效果。但是当目标图像块较大且色彩与背景图像差异巨大时，该方法往往无法保证目标图像块的原来色彩且边缘区域视觉效果并不理想。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对泊松图像融合中存在的较大目标图像区域色彩失真与融合图像边缘连接带色彩不一致的问题，提出了一种改进的多次泊松图像融合方法，以提高融合图像的视觉质量。

本发明所述方法包含以下步骤：

步骤1：获取待融合的目标图像区域与背景图像，确定图像融合位置。

步骤2：将待融合目标图像与背景图像转换到HSV颜色空间。

步骤3:求解目标图像区域边界条件下的泊松方程，与背景图像进行初次融合：将已经转换到HSV颜色空间的目标图像块与背景图像3个颜色通道分离，分别在每个通道上求解在该边界条件下的泊松方程，进行图像初次融合；初次融合所涉及的泊松方程求解过程为：

其中，Ω为融合区域，f为定义在Ω上的未知函数，f^*为定义在Ω边界已知标量函数，为梯度算子，(x,y)为图像像素点坐标，v为背景图像指导场。

上式的解可以用如下式子表示：

Δf=div v,f|∂Ω=f*|∂Ω.]]>

其中，divv为v＝(u,v)的散度。对上式离散化后，我们得到了上式的离散化差分解：