一种基于光场成像的多图像融合方法技术

本发明专利技术提供一种基于光场成像的多图像融合方法，涉及图像处理领域。该基于光场成像的多图像融合方法，具体包括以下步骤S1.图像获取，通过光场相机对图像进行拍摄，确定拍摄图像的像素大小，并对图像进行子孔径图像提取，S2.确定目标物，对所采集到的子孔径图像中的目标物进行确定，并对每个目标物的聚焦系数进行设定，S3.目标物调节，S4.图像分割，S5.目标物记录，S6.构建高斯金字塔，S7.构建拉普拉斯金字塔，S8.起始图融合，S9.图像融合。通过采用光场相机对图像进行采集拍摄，通过特定软件及相机本身的功能可以得到相机成像平面原始图像，使用者可以直接在原始图像上进行取样融合，提升融合后图像的清晰度。提升融合后图像的清晰度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光场成像的多图像融合方法


[0001]本专利技术涉及图像处理领域，具体为一种基于光场成像的多图像融合方法。

技术介绍

[0002]光场成像是指通过光场相机采集捕捉空间分布的四维光场，再根据不同的应用需求来计算出相应的图像的一种成像方式，在光场成像的过程中，常会获得多个图像，为得到较为清晰的最终图像，常需要对采集到的多图像进行融合处理。
[0003]现有的光场相机在对图像进行采集时，场景中常存在有多个目标物，在对图像进行融合时，会因为每次拍摄镜头对焦的目标物不同导致部分目标物模糊不清，同时，现有的多图像融合方法常采用直接将图像进行拼合，再利用高斯模糊的方式减轻拼接缝，导致现有的融合方法计算量大，且操作需要一定的熟练度，工作效率较低，因此，本领域技术人员提供了基于光场成像的多图像融合方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于光场成像的多图像融合方法，解决了现有的方法中目标物因焦距不同导致部分位置模糊，且融合的计算量大，工作效率低的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于光场成像的多图像融合方法，具体包括以下步骤：
[0008]S1.图像获取
[0009]通过光场相机对图像进行拍摄，确定拍摄图像的像素大小，并对图像进行子孔径图像提取；
[0010]S2.确定目标物
[0011]对所采集到的子孔径图像中的目标物进行确定，并对每个目标物的聚焦系数进行设定；
[0012]S3.目标物调节
[0013]根据目标物的数量和聚焦系数，将焦距分别聚集到一个目标物，生成多张多聚焦图像；
[0014]S4.图像分割
[0015]采用增强差分演化方法，求取每张多聚焦图像的最佳分块大小，将多聚焦图像进行分割，每部分只保留一个目标物；
[0016]S5.目标物记录
[0017]将分割后的每张多聚焦图像各部分通过图像清晰度评价函数进行求值，并将每张多聚焦图像中函数值最高的部分进行标记提取；
[0018]S6.构建高斯金字塔
[0019]通过多聚焦图像的函数值建立子孔径图像的mask掩模图像，通过子孔径图像的mask掩模图像对每幅多聚焦图像进行高斯金字塔建立；
[0020]S7.构建拉普拉斯金字塔
[0021]从构建好的高斯金字塔顶层开始，将图像的高和宽放大为原来的两倍，并对得到的图像做高斯卷积，得到多聚焦图像的拉普拉斯金字塔；
[0022]S8.起始图融合
[0023]建立多聚焦图像的mask掩模图像，并对多聚焦图像的mask掩模图像制作高斯金字塔，建立拉普拉斯金字塔的差分图像，再分别与多聚焦图像的mask掩模图像制作的高斯金字塔进行叠加，得到拉普拉斯金字塔每一层的掩模差分图像，并生成最低分辨率的起始图；
[0024]S9.图像融合
[0025]从最低分辨率的起始图开始，根据拉普拉斯金字塔构建得到最高分辨率的拼接结果。
[0026]优选的，所述S1中，利用Matlab中的光场工具箱LFToolbox0.4，并通过对相机自带白图像进行解码获得子孔径图像。
[0027]优选的，所述S1中，光场相机图像用4D的光场信息来进行表征。
[0028]优选的，所述S3中，制作多聚焦图像需将光场信息压缩成2D的形式。
[0029]优选的，所述S5中，图像清晰度评价函数为Tenengrad评价函数。
[0030]优选的，所述S5中，图像清晰度评价函数公式为
[0031]优选的，所述S7中，拉普拉斯金字塔层数不小于10层。
[0032]优选的，所述S8中，建立拉普拉斯金字塔的差分图像方法为将多聚焦图像中标记的部分保留，未标记的部分去除。
[0033](三)有益效果
[0034]本专利技术提供了一种基于光场成像的多图像融合方法。具备以下有益效果：
[0035]1、本专利技术提供了一种基于光场成像的多图像融合方法，相较于现有的多图像融合方法，该多图像融合方法通过采用光场相机对图像进行采集拍摄，通过特定软件及相机本身的功能可以得到相机成像平面原始图像，使用者可以直接在原始图像上进行取样融合，便于使用者对目标物的焦距进行调节，提升融合后图像的清晰度。
[0036]2、本专利技术提供了一种基于光场成像的多图像融合方法，相较于现有的多图像融合方法，该多图像融合方法通过改变图像中目标物的聚焦系数进行调节，可以直接获得需要进行融合的图像中的目标物较为清晰的图像，便于使用者后续对每个清晰的目标物进行分割重构融合，提升图像融合后的效果。
[0037]3、本专利技术提供了一种基于光场成像的多图像融合方法，相较于现有的多图像融合方法，该多图像融合方法通过采用拉普拉斯金字塔进行叠加融合的方式，可以将不同图像的不同部分进行差分，便于将清晰的目标物进行分割重组，降低融合所需要的工作量，提升多图像融合工作的工作效率。
具体实施方式
[0038]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]实施例：
[0040]本专利技术实施例提供一种基于光场成像的多图像融合方法，具体包括以下步骤：
[0041]S1.图像获取
[0042]通过光场相机对图像进行拍摄，确定拍摄图像的像素大小，并对图像进行子孔径图像提取，有利于使用者对图像进行后续操作；
[0043]S2.确定目标物
[0044]对所采集到的子孔径图像中的目标物进行确定，并对每个目标物的聚焦系数进行设定，有利于将图像中每个目标物进行清晰化；
[0045]S3.目标物调节
[0046]根据目标物的数量和聚焦系数，将焦距分别聚集到一个目标物，生成多张多聚焦图像，有利于使每张图像中都具有一个清晰的目标物，便于使用者后续对图像进行融合；
[0047]S4.图像分割
[0048]采用增强差分演化方法，求取每张多聚焦图像的最佳分块大小，将多聚焦图像进行分割，每部分只保留一个目标物，有利于对图像中的目标物进行单一确定，确保融合后每个图像均保持清晰；
[0049]S5.目标物记录
[0050]将分割后的每张多聚焦图像各部分通过图像清晰度评价函数进行求值，并将每张多聚焦图像中函数值最高的部分进行标记提取，有利于后续通过拉普拉斯金字塔将各图像中最清晰部分进行提取和拼接融合；
[0051]S6.构建高斯金字塔
[0052]通过多聚焦图像的函数值建立子孔径图像的mask掩模图像，通过子孔径图像的mask掩模图像对每幅多聚焦图像进行高斯金字塔建立，有利于使用者后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光场成像的多图像融合方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1.图像获取通过光场相机对图像进行拍摄，确定拍摄图像的像素大小，并对图像进行子孔径图像提取；S2.确定目标物对所采集到的子孔径图像中的目标物进行确定，并对每个目标物的聚焦系数进行设定；S3.目标物调节根据目标物的数量和聚焦系数，将焦距分别聚集到一个目标物，生成多张多聚焦图像；S4.图像分割采用增强差分演化方法，求取每张多聚焦图像的最佳分块大小，将多聚焦图像进行分割，每部分只保留一个目标物；S5.目标物记录将分割后的每张多聚焦图像各部分通过图像清晰度评价函数进行求值，并将每张多聚焦图像中函数值最高的部分进行标记提取；S6.构建高斯金字塔通过多聚焦图像的函数值建立子孔径图像的mask掩模图像，通过子孔径图像的mask掩模图像对每幅多聚焦图像进行高斯金字塔建立；S7.构建拉普拉斯金字塔从构建好的高斯金字塔顶层开始，将图像的高和宽放大为原来的两倍，并对得到的图像做高斯卷积，得到多聚焦图像的拉普拉斯金字塔；S8.起始图融合建立多聚焦图像的mask掩模图像，并对多聚焦图像的mask掩模图像制作高斯金字塔，建立拉普拉斯金字塔的差分图像，再分别与多聚焦图像的mask掩模图像制作的高斯金字塔进行叠加，得到拉普拉斯金字塔每一层的掩模...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖照林，欧宇桐，
申请(专利权)人：镇江久恒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：