发明名称 一种基于非负矩阵分解的多聚焦图像融合方法
摘要 本发明公开了一种基于非负矩阵分解的多聚焦图像融合方法。该方法首先用基于NMF的融合算法对源图像进行融合,得到临时融合图像;然后将临时融合图像同源图像分别作差,得到临时融合图像与源图像的差异图像;接着分别计算差异图像各像素邻域窗口的梯度能量,根据差异各像素邻域窗口梯度能量大小,构建决策矩阵,根据一定的融合规则将源图像中对应像素进行融合,得到融合图像。该方法对源图像进行二次融合,通过提取源图像的全局特征构建临时融合图像,然后用得到的临时融合图像与源图像作差,由差异图像的梯度能量来对源图像聚焦区域特性进行准确的检测判断,进而提高融合图像质量。
申请公布号 CN104036479B 申请公布日期 2017.04.19
申请号 CN201410280417.8 申请日期 2014.06.20
申请人 西北大学 发明人 陈莉;张永新;赵志华
分类号 G06T5/50(2006.01)I 主分类号 G06T5/50(2006.01)I
代理机构 西安恒泰知识产权代理事务所 61216 代理人 史玫
主权项 一种基于非负矩阵分解的多聚焦图像融合方法,该方法对配准后的多聚焦图像I<sub>A</sub>和I<sub>B</sub>进行融合,I<sub>A</sub>和I<sub>B</sub>均为灰度图像,且<img file="FDA0000524323660000011.GIF" wi="576" he="79" />是大小为M×N的空间,M和N均为正整数,其特征在于,该融合方法包括以下步骤:(1)构建多聚焦图像I<sub>A</sub>和I<sub>B</sub>的观测矩阵V;(2)用非负矩阵分解算法对观测矩阵V进行分解,得到基矩阵W;(3)将基矩阵W转换成大小为M×N的矩阵,该矩阵对应的图像为临时融合图像I<sub>0</sub>;(4)分别将临时融合图像I<sub>0</sub>与源图像I<sub>A</sub>和I<sub>B</sub>作差,得到差异图像D<sub>A</sub>和差异图像D<sub>B</sub>,其中:D<sub>A</sub>=I<sub>0</sub>‑I<sub>A</sub>,D<sub>B</sub>=I<sub>0</sub>‑I<sub>B</sub>;(5)计算差异图像D<sub>A</sub>和差异图像D<sub>B</sub>每个像素邻域内的梯度能量,邻域大小为5×5或7×7;(6)构建特征矩阵<img file="FDA0000524323660000012.GIF" wi="374" he="86" /><img file="FDA0000524323660000013.GIF" wi="1408" he="178" />(式1)中:EODG<sub>A</sub>(i,j)为差异图像D<sub>A</sub>像素(i,j)邻域内的梯度能量;EODG<sub>B</sub>(i,j)为差异图像D<sub>B</sub>像素(i,j)邻域内的梯度能量;i=1,2,3,...,M;j=1,2,3,...,N;H(i,j)为矩阵H第i行、第j列的元素;(7)构建融合图像<img file="FDA0000524323660000014.GIF" wi="307" he="70" />得到融合后的灰度图像:<maths num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>F</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfenced open='{' close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mi>A</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><mi>H</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mi>B</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><mi>H</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000524323660000015.GIF" wi="598" he="143" /></maths>   (式2)(式2)中:F(i,j)为融合后的灰度图像F像素点(i,j)处的灰度值;I<sub>A</sub>(i,j)为融合前灰度图像I<sub>A</sub>的像素点(i,j)处的灰度值;I<sub>B</sub>(i,j)为融合前灰度图像I<sub>B</sub>的像素点(i,j)处的灰度值。
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