[发明专利]一种数字显微镜图像快速拼接融合方法

权利要求书

1.一种数字显微镜图像快速拼接融合方法，其特征在于步骤如下：

步骤一，从多模态成像系统中获取图像：

通过步进电机驱动物镜移动，获取多张不同视野下的图像序列，将采集的图像序列传输到电脑，实现了显微图像的获取的图像，获取的相邻视野的图像需保持有一部分重叠的区域；以采集到的某一幅图像为基础图像I₁(x,y)，选取一幅与基础图像相邻视野的图像为待匹配图像I₂(x,y)，其中I₁(x,y)和I₂(x,y)分别代表基础图像和待匹配图像的灰度分布函数，(x,y)代表图像任意一点的坐标；

步骤二，对获取的图像进行预处理：采用高斯滤波对获取到的显微图像进行滤波处理，降低拼接图像的噪声；

步骤三，对图像进行图像配准，将预处理得到的图像通过基于相位相关的优化算法进行图像配准：

步骤3.1，计算基础图像I₁(x,y)与待匹配图像I₂(x,y)之间的相对位移关系，待匹配图像I₂(x,y)相对基础图像I₁(x,y)在某个方向上存在一定的位移，假设X方向位移是Δx，Y方向位移是Δy，则可以得到两者的关系：

步骤3.2，将图像I₁(x,y)和I₂(x,y)进行傅里叶变换，得到的结果分别为F₁(ξ,η)和F₂(ξ,η)，则两者会有如下关系：

式中 (ξ,η)代表频域的坐标，F₁(ξ,η)和F₂(ξ,η)代表基础图像与待匹配图像的频率分布函数，

步骤3.3，使用互功率谱计算公式计算两者的互功率谱，得到结果如下：

式中F₂^*(ξ,η)为F₂(ξ,η)的复共轭，对两者的互功率谱进行逆傅里叶变换可得如下结果：

式中σ(x-Δx, y-Δy)为基础图像I₁(x,y)与待匹配图像I₂(x,y)之间对应的位移函数，互功率谱在进行逆傅里叶变换后，当σ(x-Δx, y-Δy)取峰值时，即相位相关函数等于1时，对应的坐标恰好是 (Δx,Δy)，该脉冲函数峰值位置的坐标值就是基础图像与待匹配图像之间的相对位移关系，根据相对位移关系即可得到两幅图像的重合区域a(x, y)和b(x, y)，

步骤3.4，计算出重合区域所占原图像的比例大小s，手动设置一个阈值，当重合区域在原图像所占的比例s达到该阈值时在进行下一步操作，

步骤3.5，使用基于模板配准的思想将这两幅图像的重合区域进行相似度评估，进一步保证重合区域的准确性，当评估结果大于预设的阈值时，表明配准是准确的，否则配准不准确，重新采集图像进行配准；

步骤四，对图像进行融合，将配准后的图像采用渐入渐出的优化算法进行图像融合，完成显微图像的拼接：

步骤4.1，对经过配准后的基础图像I₁(x,y)与待匹配图像I₂(x,y)的重合区域使用渐入渐出算法融合，为消除渐入渐出融合算法产生的拼接缝，在进行融合之前对图像的灰度值进行调整，使图像的亮度相差减小，

步骤4.2，调整完重合区域的亮度之后，将两幅图像重合部分的像素值按照一定的权值相加，实现平滑过渡，利用渐入渐出的融合算法对图像进行融合。