[发明专利]一种多张多聚焦图像融合方法及装置

权利要求书

1.一种多张多聚焦图像融合方法，其特征在于，所述方法包括：

采用图像特征提取算法提取待融合图像集中所有图像的特征，并在所述待融合图像集中选择任意二张图像的特征作为第一级基线特征和第二级基线特征；

采用图像特征融合算法分别将所述第一级基线特征与所述待融合图像集中其余图像的特征进行特征融合，并形成多张聚焦水平图；

采用矫正算法，基于所述第一级基线特征和所述第二级基线特征形成的聚焦水平图，矫正其余聚焦水平图，并将矫正后的多张所述聚焦水平图拼合成聚焦水平集；

采用决策算法将所述聚焦水平集换算成决策图；

采用图像像素融合算法，基于所述决策图，将所述待融合图像集中的所有图像融合成最终的单张融合结果。

2.根据权利要求1所述的多张多聚焦图像融合方法，其特征在于，所述图像特征提取算法，包括：空间频率算子、梯度算子、卷积神经网络、支持向量机的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的多张多聚焦图像融合方法，其特征在于，所述待融合图像集为针对同一场景拍摄的、已配准的至少二张具有不同聚焦区域的图像，所述待融合图像集中的所有图像的H×W相同，其中，H为列像素数量，W为行像素数量。

4.根据权利要求1所述的多张多聚焦图像融合方法，其特征在于，所述图像特征融合算法，包括：空间频率算子、梯度算子、卷积神经网络、支持向量机、加法融合、最大值融合、通道维度拼接的一种或多种；所述聚焦水平图与待融合图像的H×W相同，其中，H为列像素数量，W为行像素数量。

5.根据权利要求1所述的多张多聚焦图像融合方法，其特征在于，所述矫正算法，表达式如下：

其中，p_i^j代表在元素i的位置上第1张图像相对于第j张图像更清晰的概率，且p_i^j∈[0,1]；为矫正后的元素i处第1张图像相对于第j张图像更清晰的概率。

6.根据权利要求1所述的多张多聚焦图像融合方法，其特征在于，所述将矫正后的多张所述聚焦水平图拼合成聚焦水平集，包括：将矫正后的多张所述聚焦水平图按照通道方向拼合成聚焦水平集，所述聚焦水平集指尺寸为H×W×N的三维矩阵，其中，H为列像素数量，W为行像素数量，N为图像数量，N的值大于1。

7.根据权利要求1所述的多张多聚焦图像融合方法，其特征在于，所述决策算法，包括：

在所述聚焦水平集中每个元素i的通道方向上求取最大值的索引Img_i^k，其中，所述索引Img_i^k记录着元素i处最清晰的图像序号k；

将每个像素的索引汇合成决策图。

8.根据权利要求1所述的多张多聚焦图像融合方法，其特征在于，所述图像像素融合算法，包括：按索引取值算法、加权融合算法、导向滤波算法的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的多张多聚焦图像融合方法，其特征在于，所述按索引取值算法指按照所述决策图中索引值Img_i^j，将图像j在元素i中的像素赋值给最终单张融合结果位置i的像素。

10.一种多张多聚焦图像融合装置，其特征在于，所述装置包括：

特征提取单元，用于提取待融合图像集中所有图像的特征，并在所述待融合图像集中选择任意二张图像的特征作为第一级基线特征和第二级基线特征；

特征融合单元，用于分别将所述第一级基线特征与所述待融合图像集中其余图像的特征进行特征融合，并形成多张聚焦水平图；

矫正单元，基于所述第一级基线特征和所述第二级基线特征形成的聚焦水平图，矫正其余聚焦水平图，并将矫正后的多张所述聚焦水平图拼合成聚焦水平集；

决策单元，用于将所述聚焦水平集换算成决策图；

像素融合单元，基于所述决策图，将所述待融合图像集中的所有图像融合成最终的单张融合结果。