專利名稱：基于小波包變換的紅外顯微圖像聚焦評價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種紅外圖像的聚焦評價(jià)方法，尤其是涉及ー種基于小波包變換的應(yīng)用于紅外顯微成像系統(tǒng)的聚焦評價(jià)方法。
背景技術(shù)：
基于對圖像序列評價(jià)而確定最佳焦面的自動聚焦算法，如今已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在多種系統(tǒng)中，例如顯微系統(tǒng)，各類エ業(yè)探測系統(tǒng)，以及各種數(shù)碼相機(jī)等。在自動聚焦算法中最重要的部分是如何構(gòu)建聚焦評價(jià)函數(shù)。理想的聚焦評價(jià)函數(shù)曲線具有單峰性、無偏性、平滑性和單調(diào)性等特點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)偏離最佳焦面位置時(shí)，聚焦評價(jià)函數(shù)值迅速降低。正焦位置的圖像比離焦位置的圖像清晰度高，包含更多的鋭利和細(xì)節(jié)信息，而聚焦評價(jià)函數(shù)的目的就是提取圖像中鋭利和細(xì)節(jié)信息作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?？傮w上講，聚焦評價(jià)函數(shù)可以分為兩類；一類是基于空間域的，包括圖像梯度法、灰度值法和熵函數(shù)法等；另一類是基于變換域的，例如傅里葉變換法、離散余弦變換法、小波變換法等。在變換域中，圖像的鋭利和細(xì)節(jié)信息和高頻分量信息相對應(yīng)。這些聚焦評價(jià)方法在可見光系統(tǒng)中具有很高的靈敏度，因?yàn)榭梢姽鈭D像具有高分辨率和高清晰度的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于紅外圖像的低分辨率、低對比度和模糊的邊緣，經(jīng)典的聚焦評價(jià)方法在紅外系統(tǒng)中很難實(shí)現(xiàn)高聚焦精度和高聚焦靈敏度。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有聚焦評價(jià)方法不能對紅外圖像進(jìn)行高精度、高靈敏度聚焦的問題，本發(fā)明提供一種基于小波包變換的紅外顯微圖像聚焦評價(jià)方法，利用圖像的梯度方向信息和小波包變換方法，構(gòu)造的聚焦評價(jià)函數(shù)可以有效地從紅外圖像中提取高頻分量，為紅外顯微系統(tǒng)提供高靈敏度的聚焦評價(jià)方法。本發(fā)明的基于小波包變換的紅外顯微系統(tǒng)聚焦評價(jià)方法步驟如下
A、對于紅外顯微系統(tǒng)，在正焦位置前后連續(xù)調(diào)焦采集離焦位置各不相同的圖像信號；
B、以圖像中相鄰四個(gè)像素點(diǎn)a、b、c和d構(gòu)成的四邊形為基本単元，對每幅圖像中的水平方向、垂直方向和對角線方向的梯度方向信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對應(yīng)水平方向、垂直方向和對角線方向的単元數(shù)目記為、A；和ル并歸ー化為權(quán)重因子'Ph:Nh/ {Nh+N+NA)、P=NM+K+Nd)和Pd:Nj (Nh+N+Nd);同時(shí)，定義水平-垂直梯度方向的權(quán)重因子為
權(quán)利要求
1.一種基于小波包變換的紅外顯微圖像聚焦評價(jià)方法，其特征在于所述聚焦評價(jià)方法如下 A、對于紅外顯微系統(tǒng)，在正焦位置前后連續(xù)調(diào)焦采集離焦位置各不相同的圖像信號； B、以圖像中相鄰四個(gè)像素點(diǎn)a、b、c和d構(gòu)成的四邊形為基本單元，對每幅圖像中的水平方向、垂直方向和對角線方向的梯度方向信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對應(yīng)水平方向、垂直方向和對角線方向的單元數(shù)目記為、A；和4，并歸一化為權(quán)重因子'Ph:Nh/ {Nh+N+NA)、
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于小波包變換的紅外顯微圖像聚焦評價(jià)方法，其特征在于所述代表高頻信息的終端結(jié)點(diǎn)分成如下6類(1)代表水平方向高頻信息的結(jié)點(diǎn)HA2、AH2和HH2 ；(2)代表垂直方向高頻信息的結(jié)點(diǎn)VA2、AV2和VV2 ；(3)代表對角線方向高頻信息的結(jié)點(diǎn)DA2、AD2和DD2 ； (4)代表水平-垂直高頻信息的結(jié)點(diǎn)HV2、VH2 ；(5)代表水平-對角線方向高頻信息的結(jié)點(diǎn)DH2、HD2 ； (6)代表對角線-垂直方向高頻信息的結(jié)點(diǎn)DV2、VD2。
全文摘要
基于小波包變換的紅外顯微圖像聚焦評價(jià)方法，涉及一種紅外圖像的聚焦評價(jià)方法。為了解決現(xiàn)有聚焦評價(jià)方法不能對紅外圖像進(jìn)行高精度、高靈敏度聚焦的問題，本發(fā)明的聚焦評價(jià)方法首先對每幅圖像統(tǒng)計(jì)其水平、垂直和對角線三個(gè)方向的梯度信息；然后，對每幅圖像進(jìn)行完全的二階小波包分解，并對代表高頻信息的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類；最后，利用圖像的梯度方向信息對已經(jīng)分類的高頻結(jié)點(diǎn)內(nèi)的系數(shù)和分別加權(quán)求和，定義為聚焦評價(jià)函數(shù)。本發(fā)明的聚焦評價(jià)函數(shù)具有良好的無偏性、單峰性、平滑性和高靈敏度。
文檔編號G06T7/00GK102708564SQ20121013677
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者劉建軍, 左寶君, 張旺, 胡海力, 范志剛, 陳守謙 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)