一种基于多帧累加算法的全天时星敏感器星点提取方法与流程

文档序号:20607855发布日期:2020-05-01 22:16阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于多帧累加算法的全天时星敏感器星点提取方法,其特征在于,包含以下步骤:

步骤一:星图去噪;

步骤二:连续星图初步叠加;将n帧连续去噪星图进行像素级叠加,得到累加星图;

步骤三:对步骤二生成的累加星图进行下采样,采样倍率为1:p,得到下采样星图;

步骤四:种子点提取;通过连通域划分以及星点定位算法确定下采样星图中各星点位置(xi,yi);i为星点序号,按照星点亮度降序排列;

与下采样星图中的星点位置(xi,yi)相对应的,在累加星图中的星点位置为(pxi,pyi);(pxi,pyi)为n帧连续星图中第i个星点的中心位置,将其标记为种子点;以种子点的位置(pxi,pyi)为中心创建一个a×a的窗口;

步骤五:单帧星图星点提取;通过连通域划分以及星点定位算法,得到待叠加的第k幅星图中各个星点亚像素坐标;

步骤六:星点分类;

如果k=1,即第1幅星图,以种子点处创建的a×a窗口对第1幅星图的星点进行分类;若第1幅星图中的第j个星点在第i个种子点的a×a窗口内,则该星点归类到第i个种子点下;

如果k>1,即第k幅星图;若第k幅星图中的任一星点在以第k-1幅星图中的第j个星点位置为中心的b×b窗口内,则该星点与第k-1幅星图中的第j个星点属于同一个星点;

步骤七:星点偏移量计算;

以第1幅星图的第j个星点亚像素坐标为基准,分别计算得到第k幅星图的对应星点位置相对于第1幅星图中的星点位置的偏移量大小;如果k不大于累加星图的帧数m,则k=k+1,重复步骤五至步骤七;其中,n不大于m;

步骤八:星图平移叠加;

取步骤七中计算得出的第k幅星图中各星点偏移量的均值作为星图平移叠加量,将第2~第m幅星图累加至第1幅星图,即可得到星点偏移量校正后的多帧累加星图;

步骤九:累加星图星点提取;通过连通域划分以及星点定位算法,得到多帧累加星图中的各个星点亚像素坐标和星点的相对能量比值,并按照星点亮度进行降序排列;

步骤十:星点验证;当星点的信噪比大于设定的阈值时,判定为星点,否则视为噪声点。

2.如权利要求1所述基于多帧累加算法的全天时星敏感器星点提取方法,其特征在于,步骤一中的去噪算法为中值减法去噪、或中值滤波、或维纳滤波。

3.如权利要求1所述基于多帧累加算法的全天时星敏感器星点提取方法,其特征在于,步骤五中的连通域划分算法为基于像素标记的星点粗定位、或基于线性标记法的星点粗定位;步骤九中的连通域划分算法为基于像素标记的星点粗定位、或基于线性标记法的星点粗定位。

4.如权利要求1或3所述基于多帧累加算法的全天时星敏感器星点提取方法,其特征在于,连通域划分中的阈值分割算法为固定阈值分割算法、或基于总判定错误率最小的阈值分割算法。

5.如权利要求1所述基于多帧累加算法的全天时星敏感器星点提取方法,其特征在于,步骤五中的星点定位算法为传统质心法、加权平方质心法;步骤九中的星点定位算法为传统质心法、加权平方质心法。

6.如权利要求1所述基于多帧累加算法的全天时星敏感器星点提取方法,其特征在于,步骤十中,星点信噪比的计算公式为:

其中,stg为星点所占像元像素值之和,即星点信号的总能量;ctg为星点所占像元数;mbg为星图噪声均值;σbg为星图噪声标准差。

7.如权利要求1所述基于多帧累加算法的全天时星敏感器星点提取方法,其特征在于,步骤十中,星点信噪比的计算公式为:

gtg=stg-ctgmbg

其中,stg表示星图中所有像素的像素值之和;gtg表示星点信号像素的像素值之和,即为全部星点信号的灰度值;ctg表示星图中像素个数;mbg表示除星点信号外的星图背景区域像素的像素值均值。

8.如权利要求1所述基于多帧累加算法的全天时星敏感器星点提取方法,其特征在于,步骤二涉及的n帧连续去噪星图中,n的取值大小与平台运动速度相关。


技术总结
本发明提供了一种基于多帧累加算法的全天时星敏感器星点提取方法。首先对星敏感器的探测星图进行去噪处理,随后对连续多帧去噪后的星图进行初步叠加操作,并采样图像下采样方式缩小星点信号区域,然后利用种子提取方法确定星点在下采样星图中的位置,采样连通域方法提取星点并对多帧叠加后的星点进行分类,随后计算星点偏移量并校正星点位置,得到多帧累加后的星图,并再次采样连通域方法提取多帧累加后的星点,最后以信噪比作为判据验证提取的星点。本发明星点提取方法适用于信噪比较低的星图,具有星图对比度提升明显、星点定位精度高等优点。

技术研发人员:郑循江;叶志龙;孙朔冬;高原;叶宋杭;吴迪;何峰;武斌;吕进剑
受保护的技术使用者:上海航天控制技术研究所
技术研发日:2020.01.10
技术公布日:2020.05.01
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