[发明专利]一种基于累帧过融合的模糊图像增强方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于累帧过融合的模糊图像增强方法：首先将采集到的视频分帧，得到图像集；对图像集进行颜色反转，以辅助后续累帧过融合的操作；选取第一帧图像；匹配当前图像与下一帧未处理图像的特征点；对当前图像进行仿射变换；与下一帧未处理图像进行帧过融合；对形成的新图像进行综合评价，记录更优的图像信息；将新图像作为当前图像并重复图像匹配至综合评价图像的步骤；遍历结束同时给出的综合条件最优的图像，即为最终的增强图像。本发明方法能有效地去除一些常见因素造成的图像模糊，如光学散射或拍摄装置与目标物体间的相对运动造成的图像模糊，恢复图像细节，且增强后的图像色彩效果自然。

技术领域

本发明属于图像处理领域，具体地涉及一种基于累帧过融合的模糊图像增强方法。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，图像在社会管理，医疗卫生等领域扮演了越来越重要的角色，人们在认识事物，解决实际问题时亦离不开图像信息的使用。在大雾天气下，由于光学散射会造成可见度下降，拍摄得到的图像模糊不清，图像的色彩也会出现失真与退化，这极大的影响了图像的使用价值，使得现有的视频监控、目标跟踪、智能导航等户外视觉系统都对天气状况较为敏感，影响了社会的生产与人们的生活。此外，在生物医学图像处理中，通过普通人可以负担起的设备帮助检测人体组织中存在的异质体，以达到提前发现病情的目的，成为了一个日益明显的趋势。由于生物组织强散射的特性，普通设备检测出的图像会较为模糊。同时，由于操作者的非专业性，拍摄过程中可能出现的设备抖动问题也会造成图像模糊。因此，随着社会科技的发展，提高普通设备在散射或抖动场景下拍摄图片的清晰度，具有越来越广阔的前景和越来越重要的意义。

常用的图像增强方法有对比度增强、直方图均衡、各种各样时频域的平滑及锐化处理等。对比度增强和直方图均衡可以改善图像的明暗对比度，平滑处理可以去除噪声，锐化可以提高边缘及细节信息的清晰度。但它们仍然存在很多不足之处，直方图均衡不能有效去除噪声，并且均衡化后，在图像欠曝光区域原来不可见的噪声会显现出来。平滑处理会导致图像模糊，锐化处理对噪声较为敏感。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对常见的造成图像模糊的因素，如光学散射或拍摄装置与目标物体间的抖动，提出一种基于累帧过融合的模糊图像增强方法，以自然地提高模糊图像的清晰度。

本发明的技术思路为，首先将采集到的视频分帧，得到图像集；对图像集进行颜色反转，以辅助后续累帧过融合的操作；选择对应的两幅图像，提取并描述其特征点后根据匹配点对图像进行仿射变换并与未变换的图像进行累帧过融合；对新图像进行综合评价，记录更优的图像信息；遍历结束同时给出的综合条件最优的图像，即最终的增强图像。

本发明采取的技术方案是：一种基于累帧过融合的模糊图像增强方法，包括如下步骤：

1）将采集到的视频分帧，得到图像集；

2）对图像集进行颜色反转；

3）选择对应的两幅图像，提取并描述其特征点，匹配相邻两帧图像的特征点并删除误匹配；

4）根据匹配到的特征点对图像进行仿射变换，并与未变换的图像进行累帧过融合，将融合完成的图像覆盖原图；

5）对新图像进行综合评判，记录有更好结果的图像的信息，保留有次好结果的图像的信息；

6）重复步骤3至步骤5直至图像集中最后一帧完成融合；

7）遍历结束同时得到评判结果最好的图像，即增强后的图像。

进一步的，作为本发明方案的优选，上述步骤3）中选择的对应两幅图像分别为：最近一次融合完成的图像与下一帧待融合的图像，其中在初始阶段没有融合完成的图像，此时选择第一帧与第二帧图像。

进一步的，作为本发明方案的优选，上述步骤3）中，通过加速稳健特征算法提取并描述特征点，通过K近邻算法匹配特征点，最后比较距离去除误匹配。此处默认K的值为2，且距离比较公式为：