[发明专利]一种图像的融合方法和融合系统

说明书

本发明公开一种图像的融合方法和系统。所述方法包括以下步骤：(1)使用高频超声复合扫描探针显微镜采集三个分量图像数据，包括形貌像、声学振幅像和声学相位像；(2)将采集得到的三个分量图像经过归一化处理后，采用RGB色彩融合模型，将三个分量图像融合成一幅彩色图像，融合后的图像能显示全部的样品外部和内部信息。高频超声复合扫描探针显微镜系统的图像融合系统包括图像采集模块、图像归一化模块、图像融合模块和图像背景调节模块。本发明解决了不同分量图像的融合分析问题，达到了对高频超声复合扫描探针显微镜系统采集到的不同分量图像进行分析的目的。

技术领域

本发明属于图像融合领域，更具体地，涉及一种高频超声复合扫描探针显微镜下同一结构不同分量图像的融合方法。

背景技术

高频超声复合扫描探针显微镜是在原子力显微镜的基础上发展起来的，可以得到表征样品外部形态的形貌像和探针起伏像，也可以得到能够表征内部结构的扫描声学振幅像和相位像，对于这些不同分量的图像处理尚没有比较好的融合方法。现有的方法并没有能够将不同分量的图像进行一个简单清晰的处理，使外部像和内部像同时表达在一幅图上，以便于观察和分析结果。因此，建立一种便于观察和分析的融合方法是十分重要的。

发明内容

针对现有的改进需求，本发明提供了一种针对不同分量的图像融合的方法。生物荧光体系中的荧光染色模型可以通过使用不同颜色染料标记来得到能够表征细胞骨架、细胞器和细胞核的图像，本发明模拟生物荧光染色模型，构建RGB模型引入到图像融合方法中，其目的在于通过把不同分量设定为不同的色彩通道，融合后能达到既可表征外部形貌，也可以表征内部结构的目的，目前尚无基于高频超声复合扫描探针显微镜所得到的无创原位的图像进行融合来表征全部信息的方法，由此提供了解决现阶段无法同时在一幅图上表征外部和内部结构信息问题的一种基于上述不同分量图像的融合方法。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，本发明提供了一种高频超声复合扫描探针显微镜系统所得图像的融合方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)使用高频超声复合扫描探针显微镜采集同一结构在同一位置处的待融合的不同分量图像；

(2)将步骤(1)中获得的待融合的同一部位处的待融合的形貌像、声学振幅像和声学相位像的三种分量图像数据进行归一化处理；

(3)将步骤(2)中归一化后的不同分量图像融合成一幅彩色图像；先将归一化后的三种分量图像对应设定为R分量、G分量和B分量全排列中的一种，也即将归一化后的三种分量图像对应设定为红色分量、绿色分量和蓝色分量全排列中的一种；然后将三幅图像融合成一幅彩色图像，融合后的彩色图像像素点的颜色坐标满足以下公式：D＝(R,G,B)；其中D为融合后的彩色图像上的每个像素点的颜色坐标，R为红色分量图像每个像素点的灰度值，G为绿色分量图像每个对应的像素点的灰度值，B为蓝色分量图像每个对应的像素点的灰度值；

(4)对步骤(3)得到的融合彩色图像的背景进行调节，使目标图像与背景对比度最大，融合后的彩色图像能显示三张分量图像中全部的外部形貌和内部结构。

优选地，步骤(1)中所述的待融合的图像数据包括形貌像、声学振幅像和声学相位像。

优选地，所述步骤(2)归一化处理过程中计算图像中每个单独的像素点的值的公式为：

j＝(i/max)*256；

其中i为图像中每个像素点的数值，max为整幅图像中像素点的最大值，j为归一化后每个像素点的数值。由于高频超声复合扫描探针显微镜采集得到的图像为索引图像，因此融合前需要通过归一化处理，将索引图像转变为灰度图像。

将步骤(2)所述的设定分量图像对应的色彩通道，进行了六种组合的对比后，形貌像设为R分量；声学振幅像设为G分量，声学相位像设为B分量是最优选择，融合后目标的轮廓与内部结构信息量最大，边缘最清晰。组合如下所示：