本發(fā)明涉及一種圖像處理方法，尤其是一種基于對比度分析的圖像融合方法。
背景技術(shù)：
圖像增強(qiáng)是圖像處理必不可少的環(huán)節(jié)。無論是頻域的處理方法還是空域的方法，主要作用都是有目的地強(qiáng)調(diào)圖像的整體或局部特性，將原來不清晰的圖像變得清晰或強(qiáng)調(diào)某些感興趣的特征，擴(kuò)大圖像中不同物體特征之間的差別，抑制不感興趣的特征，使之改善圖像質(zhì)量、豐富信息量。
但是，通過增強(qiáng)的圖像都有一些缺陷，如部分細(xì)節(jié)信息的丟失，亮度提升過多造成過曝現(xiàn)象，對比度拉伸造成部分區(qū)域過暗等等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種使得圖像獲得增強(qiáng)處理效果的同時(shí)，在細(xì)節(jié)上也保留了更好的對比度的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種基于對比度分析的圖像融合方法，它包括以下步驟：
步驟一：分別構(gòu)建輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的形態(tài)學(xué)梯度圖；
步驟二：將輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的形態(tài)學(xué)梯度圖相減，得到輸入圖像增強(qiáng)前后的對比度差圖；
步驟三：根據(jù)對比度差圖構(gòu)建融合系數(shù)矩陣；
步驟四：根據(jù)融合系數(shù)矩陣完成輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的融合，對融合后的處理圖像像素進(jìn)行范圍控制，使像素在圖像合理范圍內(nèi)并輸出。
進(jìn)一步地，步驟一具體為：
步驟101：對輸入圖像及其增強(qiáng)圖像進(jìn)行去噪處理；
步驟102：分別計(jì)算輸入圖像及其增強(qiáng)圖像中一定鄰域范圍內(nèi)的對比度，得到形態(tài)學(xué)梯度圖一和形態(tài)學(xué)梯度圖二，計(jì)算公式為：
ci(x，y)＝max(ni(x，y))-min(ni(x，y))公式1
其中，x，y是輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的坐標(biāo)；i＝1，2分別代表輸入圖像及其增強(qiáng)圖像；n代表鄰域范圍；c代表形態(tài)學(xué)梯度圖。
進(jìn)一步地，領(lǐng)域范圍選擇3×3鄰域、5×5鄰域或者7×7鄰域。
進(jìn)一步地，步驟二具體為：
步驟201：將步驟一中得到的輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的形態(tài)學(xué)梯度圖相減，得到對比度差圖d，計(jì)算公式為：
d(x,y)＝c2(x,y)–c1(x,y)公式2
步驟202：對對比度差圖d進(jìn)行歸一化處理，保證數(shù)值的有效性。
進(jìn)一步地，步驟三具體為：
步驟301：計(jì)算輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的融合系數(shù)矩陣w，計(jì)算公式為：
其中：a,b為梯度的陡度調(diào)節(jié)系數(shù)，d表示對比度差圖的矩陣；
步驟302：對融合系數(shù)矩陣w進(jìn)行歸一化處理，保證數(shù)值的有效性。
進(jìn)一步地，步驟四具體為：
步驟401：根據(jù)融合系數(shù)矩陣完成輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的融合，計(jì)算公式如下：
r＝w×i2+(1-w)×i1公式4
其中，r代表融合的結(jié)果，i1，i2分別代表輸入圖像及其增強(qiáng)圖像；
步驟402：對步驟401中輸出的結(jié)果r進(jìn)行歸一化處理，去除溢出數(shù)值；
步驟403：輸出處理后的圖像。
進(jìn)一步地，步驟301中，a＝5，b＝-min(d)/(max(d)-min(d))；max(d)和min(d)分別表示矩陣中的最大值和最小值。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明的單圖融合是針對輸入圖像與其增強(qiáng)圖像的融合，圖像信息本質(zhì)是一樣的，并不是不同的圖像融合。通過本方法融合輸出的圖像灰度分布更加均勻，細(xì)節(jié)完整的保留下來。本方法不僅對灰度圖像有效，對彩色圖像也同樣有效，且對色彩圖像在相關(guān)色彩通道上的還原更加保真。
附圖說明
通過結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本發(fā)明示例性實(shí)施方式中，相同的參考標(biāo)號通常代表相同部件。
圖1示出了本發(fā)明的原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。
一種基于對比度分析的圖像融合方法，它包括以下步驟：
步驟一：分別構(gòu)建輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的形態(tài)學(xué)梯度圖；(所述的增強(qiáng)圖像可以為：針對目標(biāo)、邊緣、分辨率、對比度等的增強(qiáng)圖像)
步驟二：將輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的形態(tài)學(xué)梯度圖相減，得到輸入圖像增強(qiáng)前后的對比度差圖；
步驟三：根據(jù)對比度差圖構(gòu)建融合系數(shù)矩陣；
步驟四：根據(jù)融合系數(shù)矩陣完成輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的融合，對融合后的處理圖像像素進(jìn)行范圍控制，使像素在圖像合理范圍內(nèi)并輸出。
本發(fā)明的步驟一具體中：
步驟101：對輸入圖像及其增強(qiáng)圖像進(jìn)行去噪處理；
步驟102：分別計(jì)算輸入圖像及其增強(qiáng)圖像中一定鄰域范圍內(nèi)的對比度，得到形態(tài)學(xué)梯度圖一和形態(tài)學(xué)梯度圖二，計(jì)算公式為：
ci(x，y)＝max(ni(x，y))-min(ni(x，y))公式1
其中，x，y是輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的坐標(biāo)；i＝1，2分別代表輸入圖像及其增強(qiáng)圖像；n代表鄰域范圍(優(yōu)選領(lǐng)域范圍選擇3×3鄰域)；c代表形態(tài)學(xué)梯度圖；max表示求鄰域的最大值；min表示求鄰域的最小值。
本發(fā)明的步驟二具體為：
步驟201：將步驟一中得到的輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的形態(tài)學(xué)梯度圖相減，得到對比度差圖d，計(jì)算公式為：
d(x,y)＝c2(x,y)–c1(x,y)公式2
步驟202：對對比度差圖d進(jìn)行歸一化處理，保證數(shù)值的有效性。
本發(fā)明的步驟三具體為：
步驟301：計(jì)算輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的融合系數(shù)矩陣w，計(jì)算公式為：
其中：a,b為梯度的陡度調(diào)節(jié)系數(shù)，d表示對比度差圖的矩陣；a＝5，b＝-min(d)/(max(d)-min(d))；max(d)和min(d)分別表示矩陣中的最大值和最小值；
步驟302：對融合系數(shù)矩陣w進(jìn)行歸一化處理，保證數(shù)值的有效性。
本發(fā)明的步驟四具體為：
步驟401：根據(jù)融合系數(shù)矩陣完成輸入圖像及其增強(qiáng)圖像的融合，計(jì)算公式如下：
r＝w×i2+(1-w)×i1公式4
其中，r代表融合的結(jié)果，i1，i2分別代表輸入圖像及其增強(qiáng)圖像；
步驟402：對步驟401中輸出的結(jié)果r進(jìn)行歸一化處理，去除溢出數(shù)值；輸出處理后的圖像。
以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。