基于線性方程的圖形融合方法及系統與流程

本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及一種基于線性方程的圖形融合方法及系統。

背景技術：

21世紀是一個充滿信息的時代，圖像作為人類感知世界的視覺基礎，是人類獲取信息、表達信息和傳遞信息的重要手段，圖像處理也成了熱門的研究領域。圖像處理，即用計算機對圖像進行分析，以達到所需結果的技術。又稱影像處理。圖像處理一般指數字圖像處理。數字圖像是指用工業相機、攝像機、掃描儀等設備經過拍攝得到的一個大的二維數組，該數組的元素稱為像素，其值稱為灰度值。

圖像合成是圖像處理的一個基本問題，其通過將源圖像中一個物體或者一個區域嵌入到目標圖像生成一個新的圖像。為了使合成的圖像更加自然，合成邊界應該是無縫的，但如果源圖像和目標圖像有著明顯不同的紋理特征，則直接合成后的圖像會存在明顯的邊界。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于線性方程的圖形融合方法及系統，使圖像無縫邊界融合。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種基于線性方程的圖形融合方法，包括如下步驟：

S1、確定源圖像的融合區和目標圖像的融合區，并分別計算源圖梯度bs和目標梯度bt；

所述源圖梯度bs根據公式bs＝4*x(row,col)-x(row+1,col)-x(row-1,col)-x(row,col+1)-x(row,col-1)計算，其中，x是源圖像，row是源圖像的融合區的行，col是源圖像的融合區的列；

所述目標梯度bt根據公式bt＝4*y(row,col)-y(row+1,col)-y(row-1,col)-y(row,col+1)-y(row,col-1)計算；其中，y是目標圖像，row是目標圖像的融合區的行，col是目標圖像的融合區的列。

S2、根據源圖梯度bs和目標梯度bt，計算混合梯度b；

S3、根據線性方程o＝b/A確定輸出圖像的融合區圖像o，其中，A是稀疏系數矩陣。

本發明還涉及一種基于線性方程的圖形融合系統，包括：

融合區梯度計算模塊，用于確定源圖像的融合區和目標圖像的融合區，并分別計算源圖梯度bs和目標梯度bt；

所述源圖梯度bs根據公式bs＝4*x(row,col)-x(row+1,col)-x(row-1,col)-x(row,col+1)-x(row,col-1)計算，其中，x是源圖像，row是源圖像的融合區的行，col是源圖像的融合區的列；

所述目標梯度bt根據公式bt＝4*y(row,col)-y(row+1,col)-y(row-1,col)-y(row,col+1)-y(row,col-1)計算；其中，y是目標圖像，row是目標圖像的融合區的行，col是目標圖像的融合區的列。

混合梯度計算模塊，用于根據源圖梯度bs和目標梯度bt，計算混合梯度b；

圖像輸出模塊，用于根據線性方程o＝b/A確定輸出圖像的融合區圖像o，其中，A是稀疏系數矩陣。

本發明的有益效果在于：通過梯度圖的混合，進一步優化了融合效果，為圖形處理技術增加一種高質量、可行性高的圖形融合方法。

附圖說明

圖1為本發明實施例一的方法流程圖；

圖2為本發明實施例一的系統結構示意圖。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。

本發明最關鍵的構思在于：對于輸出的融合區圖像，根據權重對源圖像的源圖梯度和目標圖像的目標梯度進行混合，對于輸出的非融合區圖像，則與目標圖像的非融合區一致。

請參閱圖1，一種基于線性方程的圖形融合方法，包括如下步驟：

S1、確定源圖像的融合區和目標圖像的融合區，并分別計算源圖梯度bs和目標梯度bt；

所述源圖梯度bs根據公式bs＝4*x(row,col)-x(row+1,col)-x(row-1,col)-x(row,col+1)-x(row,col-1)計算，其中，x是源圖像，row是源圖像的融合區的行，col是源圖像的融合區的列；

所述目標梯度bt根據公式bt＝4*y(row,col)-y(row+1,col)-y(row-1,col)-y(row,col+1)-y(row,col-1)計算；其中，y是目標圖像，row是目標圖像的融合區的行，col是目標圖像的融合區的列。

S2、根據源圖梯度bs和目標梯度bt，計算混合梯度b1；

S3、根據線性方程o＝b/A確定輸出圖像的融合區圖像o，其中，A是稀疏系數矩陣。

從上述描述可知，本發明的有益效果在于：進一步優化了融合效果，可行性高。

進一步地，步驟S2中，所述混合梯度b根據公式b＝(alpha)*bs+(1-alpha)*bt計算；其中，alpha為源圖梯度和目標梯度混合的權重。

由上述描述可知，根據權重值的不同可輸出不同融合效果的圖像。

進一步地，步驟S3中，對于輸出圖像的非融合區圖像o’，與目標圖像的非融合區一致。

本發明還涉及一種基于線性方程的圖形融合系統，包括：

融合區梯度計算模塊，用于確定源圖像的融合區和目標圖像的融合區，并分別計算源圖梯度bs和目標梯度bt；

所述源圖梯度bs根據公式bs＝4*x(row,col)-x(row+1,col)-x(row-1,col)-x(row,col+1)-x(row,col-1)計算，其中，x是源圖像，row是源圖像的融合區的行，col是源圖像的融合區的列；

所述目標梯度bt根據公式bt＝4*y(row,col)-y(row+1,col)-y(row-1,col)-y(row,col+1)-y(row,col-1)計算；其中，y是目標圖像，row是目標圖像的融合區的行，col是目標圖像的融合區的列。

混合梯度計算模塊，用于根據源圖梯度bs和目標梯度bt，計算混合梯度b；

圖像輸出模塊，用于根據線性方程o＝b/A確定輸出圖像的融合區圖像o，其中，A是稀疏系數矩陣。

進一步地，所述混合梯度b根據公式b＝(alpha)*bs+(1-alpha)*bt計算；其中，alpha為源圖梯度和目標梯度混合的權重。

進一步地，所述圖像輸出模塊還用于確定輸出圖像的非融合區圖像o’,對于輸出圖像的非融合區圖像o’，與目標圖像的非融合區一致。

實施例一

請參照圖1，本發明的實施例一為：一種基于線性方程的圖形融合方法，包括如下內容：

S1：根據需要，將源圖像和目標圖像分別分為融合區和非融合區，并分別計算源圖像融合區的源圖梯度bs和目標圖像融合區的目標梯度bt；

所述源圖梯度bs根據公式bs＝4*x(row,col)-x(row+1,col)-x(row-1,col)-x(row,col+1)-x(row,col-1)計算，其中，4是方程式的固有系數，x是源圖像，row是源圖像的融合區的行，col是源圖像的融合區的列；

所述目標梯度bt根據公式bt＝4*y(row,col)-y(row+1,col)-y(row-1,col)-y(row,col+1)-y(row,col-1)計算；其中，4是方程式的固有系數，y是目標圖像，row是目標圖像的融合區的行，col是目標圖像的融合區的列。

S2：根據所述源圖梯度bs和目標梯度bt，計算混合梯度b，該混合梯度b即最終輸出圖像的融合區的梯度，所述混合梯度b根據公式b＝(alpha)*bs+(1-alpha)*bt計算，其中，alpha取值0-1，其為源圖梯度和目標梯度混合的權重，alpha的默認值為0.5，具體權重值可根據所需的融合效果而確定。

S3：根據線性方程o＝b/A確定輸出圖像的非融合區圖像o，其中，b為上述的混合梯度，A為稀疏系數矩陣。

對于輸出圖像的非融合區圖像o’，與目標圖像的非融合區一致，也就是說， 可以直接輸出目標圖像的非融合區作為輸出圖像的非融合區圖像。

可選地，融合過程可對圖像的每個通道進行融合，即對每個通道進行上述步驟S1-S3，不同的通道使用相同的稀疏系數矩陣A，這樣可進一步提高融合效果，其中梯度圖b需要根據每個顏色通道進行計算。

如圖2所示，一種對應上述方法的基于線性方程的圖形融合系統，包括融合區梯度計算模塊、混合梯度計算模塊和圖像輸出模塊。

所述融合區梯度計算模塊用于確定源圖像的融合區和目標圖像的融合區，并分別計算源圖梯度bs和目標梯度bt，并將計算出的源圖梯度bs和目標梯度bt發送給混合梯度計算模塊；

所述源圖梯度bs根據公式bs＝4*x(row,col)-x(row+1,col)-x(row-1,col)-x(row,col+1)-x(row,col-1)計算，其中，4是方程式的固有系數，x是源圖像，row是源圖像的融合區的行，col是源圖像的融合區的列；

所述目標梯度bt根據公式bt＝4*y(row,col)-y(row+1,col)-y(row-1,col)-y(row,col+1)-y(row,col-1)計算；其中，4是方程式的固有系數，y是目標圖像，row是目標圖像的融合區的行，col是目標圖像的融合區的列。

所述混合梯度計算模塊用于根據源圖梯度bs和目標梯度bt，計算混合梯度b，并將混合梯度b發送給圖像輸出模塊；所述混合梯度b根據公式b＝(alpha)*bs+(1-alpha)*bt計算，其中，alpha取值0-1，其為源圖梯度和目標梯度混合的權重，alpha的默認值為0.5，具體權重值可根據所需的融合效果而確定。

所述圖像輸出模塊用于根據線性方程o＝b/A確定輸出圖像的融合區圖像o，其中，A為上述的稀疏系數矩陣。

所述圖像輸出模塊還用于確定輸出圖像的非融合區圖像o’,對于輸出圖像的非融合區圖像o’，與目標圖像的非融合區一致。

綜上所述，本發明提供的一種基于線性方程的圖形融合方法及系統，通過梯度圖的混合，進一步優化了融合效果，為圖形處理技術增加一種高質量、可行性高的圖形融合方法。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利 用本發明說明書及附圖內容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。