[发明专利]一种多帧图像配准与融合去噪的方法

权利要求书

1.一种多帧图像配准与融合去噪方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)输入多帧噪声图像，选取其中一帧为参考帧，其余的为待配准帧；

(2)估计相机的抖动并获得运动模型，利用运动模型将待配准帧配准到参考帧，得到一次配准图；

(3)提取图像特征图，利用特征图估计场景目标运动并获得运动矢量信息，利用获得的运算矢量信息对一次配准图进行进一步的配准，得到二次配准图；

(4)对于每一帧二次配准图，利用参考帧分别计算一致性像素图；

(5)对于每一帧二次配准图，分别进行像素域融合和变换域融合；

(6)对像素域融合和变换域融合后的结果，进行自适应加权融合，获得最终的去噪结果；

所述步骤(3)包括以下子步骤：

(3.1)对于参考帧和每一帧一次配准图，分别获得描述特征图，所述描述特征图通过对图像每个像素提取特征向量获得，记从参考帧获得的描述特征图为S₁，从一次配准图获得的描述特征图为S₂；

(3.2)对于参考帧和每一帧一次配准图，分别获得亮度特征图，记参考帧的亮度特征图为L₁，一次配准图的亮度特征图L₂；

(3.3)利用描述特征图和亮度特征图作为配准信息，在光流法框架下最小化能量函数获得运动矢量信息w，能量函数为E(w)_union：

其中p是二维像素坐标，S₁(p)为描述特征图S₁在像素p处的值，S₂(p+w(p))描述特征图S₂在像素(p+w(p))处的值，L₁(p)为亮度特征图L₁在像素p处的值，L₂(p+w(p))为亮度特征图L₂在像素(p+w(p))处的值，‖·‖表示向量之间的距离，w(p)是像素p的运动矢量，和φ分别表示‖S₁(p)-S₂(p+w(p))‖和‖L₁(p)-L₂(p+w(p))‖罚函数，β为平衡因子；R(p)是正则化项，用于约束运动场的特性；

(3.4)利用获得的运动矢量w，将一次配准图配准参考帧，获得二次配准图。

2.根据权利要求1所述的一种多帧图像配准与融合去噪方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：计算图像的梯度值，选择梯度最大的一帧作为参考帧，其余为待配准帧。

3.根据权利要求1所述的一种多帧图像配准与融合去噪方法，其特征在于，所述步骤(2)中的运动模型采用基于特征的运动估计、块匹配运动估计或基于网格划分的运动估计方法获得。

4.根据权利要求1所述的一种多帧图像配准与融合去噪方法，其特征在于，所述步骤(4)具体为：对于第n帧二次配准图，判断其每个像素和参考帧对应位置的像素是否一致，如果一致则将该像素位置的值设为1，否则设为0，遍历所有像素后获得一致性像素图C_n；所述两个像素是否一致通过像素值之间的差值判断，若差值小于预设阈值，则为一致，否则为不一致。