[发明专利]基于边缘信息增强的偏振差分与光强图像多尺度融合方法

权利要求书

1.一种基于边缘信息增强的偏振差分与光强图像多尺度融合方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，利用偏振成像系统分别采集三个不同偏振角度的光强图像I₁、I₂、I₃；

步骤2，对三个不同偏振角度的光强图像进行灰度化处理；

步骤3，对于灰度化处理的三幅不同偏振角度的光强图像，通过偏振信息解析获得光强图像I₀，以及通过基于最小互信息的偏振差分成像法得到偏振差分图像；

步骤4，对步骤3获得的光强图像I₀，先采用BM3D算法去噪，再采用引导滤波增强；对步骤3的偏振差分图像先进行仿射变换，再采用BM3D算法去噪；

步骤5，对经过步骤4处理的光强图像和偏振差分图像分别采用双树复小波变换进行分解，得到光强图像和偏振差分图像的高频系数和低频系数；

步骤6，对步骤5得到的两幅待融合图像的高频系数中在不同分解层上不同方向的高频系数图像采用基于边缘检测的图像融合规则进行融合，得到融合后的高频系数；对步骤5得到的两幅待融合图像的低频系数中不同方向的低频系数图像采用基于区域方差和方差匹配度的融合规则，得到融合后的低频系数；

步骤7，对步骤6中融合后的高频系数和低频系数采用双树复小波逆变换重构，重构图像即为融合图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中的基于最小互信息的偏振差分成像法具体步骤如下：

步骤3.1，对于偏振态为S_i＝[I_i Q_i U_i V_i]^T的入射光波，当经过透光轴与参考坐标夹角为β的理想线偏振片后，出射光波的偏振态S_o＝[I_o Q_o U_o V_o]^T为

则

步骤3.2，将步骤2中的三幅不同偏振角度的光强图I₁、I₂、I₃代入(2)式，联立求出常量I_i、Q_i、U_i；

步骤3.3，将常量I_i、Q_i、U_i代入(2)式中，解析出偏振片透光轴与所选参考坐标系成任意夹角β时的出射光强图像I_o(β)；

步骤3.4，以归一化互信息为评价指标，找到最大不相关的两幅出射光强图像I_o1和I_o2，两幅图像的归一化互信息数值最小时即两幅图像为最大不相关；

步骤3.5，按照式I_PD(x,y)＝|I_o1-I_o2|进行差分分解，得到待融合的偏振差分图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，对BM3D算法去噪后的光强图像，采用引导滤波增强步骤如下：

以光强图像为导向图，窗口半径大小设为2，正则化系数设为0.4^2，输出的导向滤波图与导向图之间的线性系数分别为5和1。