[发明专利]基于总变分区域选取的明视野显微镜全景图像对齐算法

权利要求书

1.基于总变分区域选取的明视野显微镜全景图像对齐算法，其特征在于包括如下步骤：

S1，输入若干待对齐拼接图像；

S2，提取待拼接图像边界先验重叠区域作为图像对齐搜索区域；

S3，二次总变分提取特征区域；

S4，采用MSE均方误差计算相对偏移；

S5，根据相对偏移计算图像全局偏移；

S6，根据步骤S5计算出的偏移数据进行图像的裁剪和平移完成全景图像拼接；

其中，步骤S3具体包括如下步骤：

S31，确定一内容丰富且图像边缘信息强的区域；

S32，利用像素点上下、左右邻点灰度差信息，使用sobel算子对图像进行卷积操作，分别计算x和y两个方向的梯度；

S33，采用梯度平方的计算方式，提高强边缘的敏感性，计算出图像各点梯度大小；

S34，对图像各点梯度大小的平方进行卷积运算，得到块二次总变分特征图；

S35，在参考图像中，取对应以块二次总变分特征图中最大值位置点为中心的区域作为对齐模板；

其中，步骤S4采用MSE均方误差计算相对偏移中，具体包括如下步骤：

S41，确认待对齐图像的先验重叠区域；

S42，令对齐模板在先验重叠区域中遍历滑动；

S43，利用像素信息计算两者之间的相似性，并采用MSE均方误差来度量相似性；

S44，确认MSE均方误差最小的点为所求的对齐最佳位置，根据初始位置与对齐最佳位置的坐标差计算得到相对偏移；

在步骤S32中，x和y方向的sobel算子分别为：

在步骤S33中，梯度平方的计算公式为：

其中I为参考图像；

步骤S34中，块二次总变分特征图

U为对齐模板大小的全1矩阵算子，即

其中，h×w为对齐模板区域的高度X宽度；

步骤S43中，MSE均方误差计算公式如下：

其中，

(i,j)为每一个位移点的坐标；

(x,y)为对齐模板T和先验重叠区域V对应位置坐标；

h和w分别为对齐模板T的高度和宽度；

步骤S5具体包括如下步骤：

S51，计算视野图像与位于其上面的图像的左右和上下偏移量；

S52，计算视野图像与位于其左侧的图像的左右和上下偏移量；

S53，利用总变分加权计算出视野图像的左右和上下偏移量；

在步骤S53中，计算视野图像的左右和上下偏移量的公式分别如下：

左右偏移量公式：Ls_i,j＝(Ls1*TV_T+Ls2*TV_L)/(TV_T+TV_L)；

上下偏移量公式：Ts_i,j＝(Ts1*TV_T+Ts2*TV_L)/(TV_T+TV_L)；

其中：

视野图I_i,j，与上面图像I_i-1,j计算得到的左右偏移为Ls1，上下偏移为Ts1，与左边图像I_i,j-1计算得到的左右偏移为Ls2，上下偏移为Ts2，根据公式得到上面图像和左边图像的对齐模板总变分分别为TV_T和TV_L。