[发明专利]基于离散Tchebichef多项式变换和聚焦评价的多聚焦图像融合方法

说明书

本发明请求保护一种基于离散Tchebichef多项式变换和聚焦评价的多聚焦图像融合方法，涉及数字图像处理、机器视觉的技术领域。具体步骤为：1)对需要融合的多幅图像进行分块处理，得到r个m×n的图像块；2)分别对每个图像块归一化，再分别对归一化后的块进行离散Tchebichef多项式变换，得到对应的离散Tchebichef多项式变换系数；3)以高阶变换系数的能量和低阶变换系数的能量的比值作为聚焦评价函数，根据聚焦评价值最大的融合规则融合多幅输入图像；4)将融合后的图像进行一致性验证，得到最终融合后的图像。本方法建立了图像离散Tchebichef多项式变换系数与图像聚焦程度的联系，在节省融合时间的同时，有效地提高了图像的融合效果。

技术领域

本发明涉及数字图像处理、机器视觉的技术领域，具体是一种基于离散Tchebichef多项式变换系数和聚焦评价的多聚焦图像融合方法。

背景技术

图像是人类社会中常用的信息载体。研究表明，人类获取的视觉图像信息 在人类接受的信息中的比重近80％。由此可见，视觉信息对于人类的重要性， 而图像正是人类获取视觉信息的主要途径。从20世纪60年代起，随着计算机 技术的不断提高和普及，数字图像处理在国内外迅速发展，广泛用于科学研究、 工农业生产、生物医学工程、航空航天、军事、工业、机器人产业等领域，在 人类的生活中发挥着越来越重要的作用。

所谓数字图像处理就是利用数字计算机或者其他数字硬件，将图像信号转 换成数字信号并利用计算机对其进行处理，以提高图像的实用性，满足人的视 觉心理和应用需求。总的来说，数字图像处理主要包括：(1)图像变换；(2) 图像压缩编码：(3)图像增强和复原；(4)图像分割；(5)图像融合等。在实 际应用中，根据不同的情况采取相应的措施以满足人类的视觉需求。

图像融合是图像处理中的一个热点研究领域，其目的是分析每幅待融合图 像的特征，采用合适的融合策略对这些特征进行融合，最终得到更符合人或计 算机视觉，而且更适合进一步图像处理需要的图像。多聚焦图像融合是把多次 拍摄得到的分别对不同目标聚焦的多幅图像进行融合，从而得到各个目标都清 晰的一幅图像。多聚焦图像融合能有效提高图像信息的利用率和系统对目标探 测识别的可靠性。

本发明所提出的基于离散Tchebichef多项式变换和聚焦评价的多聚焦图像 融合方法，通过分析图像高频和低频信息与多项式变换系数的相关性，建立起 离散Tchebichef多项式变换系数与图像聚焦程度之间的联系，首次将离散 Tchebichef多项式变换系数作为图像块聚焦程度评价应用到多聚焦图像融合中 来，是离散Tchebichef变换在图像处理领域应用的突破和创新。结果表明相较 于用灰度值方差函数，图像梯度二阶导数，图像拉普拉斯变换的能量系数等传 统的图像聚焦评价函数作多聚焦图像融合，本发明提出的方法对图像聚焦程度 的评价非常准确，高斯噪声和椒盐噪声等环境下也表现出足够的鲁棒性，可以 在多聚焦图像融合中取得理想的效果。另外，本发明提出的图像块的聚焦评价 方法只需要计算其离散Tchebichef多项式变换的低阶变换系数，为多聚焦图像 融合的过程节省了时间。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种提高融合效果、节省了融 合时间的基于离散Tchebichef多项式变换和聚焦评价的多聚焦图像融合方法。 本发明的技术方案如下：

一种基于离散Tchebichef多项式变换和聚焦评价的多聚焦图像融合方法， 其包括以下步骤：

1)对待融合的多幅图像进行均匀分块处理，得到r个m×n的图像块，r表 示图像块的个数，m表示图像块的宽，n表示图像块的高；2)分别对每个图 像块归一化，再分别对归一化后的图像块进行离散Tchebichef多项式变换， 得到对应的离散Tchebichef多项式变换系数；3)以高阶变换系数的能量和 低阶变换系数的能量的比值作为聚焦评价函数，根据聚焦评价值最大的融合 规则融合多幅输入图像；4)将融合后的图像进行一致性验证，得到最终融 合后的图像。