Fusión de Imágenes Multi Foco basado en la Combinación Lineal de Imágenes utilizando Imágenes Incrementales

Félix Calderón, Adán Garnica Carrillo, Juan J. Flores

Resumen

En este artículo presentamos tres algoritmos para calcular la fusión de imágenes multi foco. Estos algoritmos se basan en la combinación lineal de un par de imágenes con diferentes niveles de enfoque. Los tres algoritmos maximizan una función lineal con restricciones de coherencia espacial; el objetivo de presentarlos es justificar como llegamos a plantear un algoritmo rápido y simple. El primer algoritmo llamado Combinación Lineal de Imágenes (CLI), se implementó utilizando Wolfram Mathematica, pero dado el número de variables a optimizar, la solución demandó de mucho tiempo de cómputo. El segundo algoritmo llamado Combinación Lineal de Imágenes por Ventanas (CLI-V) es una aplicación, sobre subregiones de las imágenes del algoritmo CLI, mejorando el desempeñxo en tiempo y logrando la implementación con el método Simplex. El tercer algoritmo llamado Combinación Lineal de Imágenes Simple (CLI-S), es una simplificación del algoritmo CLI-V, con resultados de calidad muy similares a los algoritmos CLI y CLI-V y a algunos algoritmos del estado del arte, pero con tiempos de solución muy rápidos. El algoritmo CLI-S se implementó utilizando imágenes incrementales con el propósito de tener soluciones en centésimas de segundo para las imágenes de prueba utilizadas. Para los tres algoritmos se presenta el desempeño y el tiempo de solución bajo condiciones similares, utilizando un par de imágenes sintéticas y cuatro pares de imágenes reales. Las imágenes reales han sido utilizadas por algoritmos del estado del arte y fueron seleccionadas con el objetivo de que el lector pueda hacer una comparación cualitativa. En el caso del par de imágenes sintéticas se hace una comparación cuantitativa con resultado de 98% de aciertos en la selección de píxeles, en un tiempo de ejecución de 0.080 s. para una imagen de 512 × 512 píxeles, lo que nos permite decir que la velocidad lograda con algoritmo CLI-S permite efectuar el proceso de fusión en tiempo real, situación que no hemos encontrado reportada en el estado del arte.

  

Palabras clave

Programación lineal; fusión de imágenes multi foco; filtros pasa altas; imágenes incrementales

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1. Multi-focus image fusion for multiple images using adaptable size windows and parallel programming
Adan Garnica-Carrillo, Felix Calderon, Juan Flores
Signal, Image and Video Processing  año: 2020  
doi: 10.1007/s11760-020-01668-6



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