[發(fā)明專利]一種星敏感器行像元噪聲自適應(yīng)濾除方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410838145.9
• 申請(qǐng)日: 2014-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN104599246A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊君;楊孟飛;鐘紅軍;盧欣;王龍;劉婧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G01C21/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種星敏感器行像元噪聲自適應(yīng)濾除方法，所述行像元為圖像矩陣中處于同一行的像元；其特征在于步驟如下：

(1)在地面進(jìn)行實(shí)地觀星試驗(yàn)，采集星敏感器觀星圖像，并利用直方圖法統(tǒng)計(jì)星敏感器觀星圖像的灰度分布，確定灰度分布中各個(gè)波峰對(duì)應(yīng)的灰度值，并利用各個(gè)波峰的灰度值確定初始濾波背景估值修改量BckGndAdj；所述星敏感器觀星圖像灰度值的取值范圍根據(jù)不同的傳感器位數(shù)確定；

(2)將步驟(1)中確定的初始濾波背景估值修改量BckGndAdj寫入星敏感器的背景估值修改量寄存器中；

(3)在星敏感器FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)乒乓SRAM用于緩存圖像行；在圖像緩存入乒SRAM時(shí)，對(duì)乓SRAM中的圖像進(jìn)行濾波，在圖像緩存入乓SRAM時(shí)，對(duì)乒SRAM中的圖像進(jìn)行濾波；

(4)星敏感器獲得一幅在軌圖像，利用步驟(3)中的乒乓SRAM，以行像元為處理單元，對(duì)獲得的在軌圖像進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理；

(5)統(tǒng)計(jì)進(jìn)行步驟(4)中濾波處理時(shí)內(nèi)部圖像存儲(chǔ)SRAM統(tǒng)計(jì)占用率，并根據(jù)內(nèi)部圖像存儲(chǔ)SRAM統(tǒng)計(jì)占用率，自適應(yīng)設(shè)置星敏感器FPGA內(nèi)部圖像濾除像素?cái)?shù)下限寄存器Ndown和上限寄存器Nup的值；

(6)星敏感器獲得一幅新的在軌圖像，進(jìn)行步驟(4)中的濾波處理，若連續(xù)存儲(chǔ)像素?cái)?shù)小于步驟(5)中的Ndown或者大于步驟(5)中的Nup，則利用內(nèi)存回退技術(shù)進(jìn)行噪聲像元自適應(yīng)濾波；

(7)統(tǒng)計(jì)進(jìn)行步驟(6)中濾波處理時(shí)內(nèi)部圖像存儲(chǔ)SRAM統(tǒng)計(jì)占用率，并根據(jù)內(nèi)部圖像存儲(chǔ)SRAM統(tǒng)計(jì)占用率，自適應(yīng)設(shè)置星敏感器FPGA內(nèi)部圖像濾除像素?cái)?shù)下限寄存器Ndown和上限寄存器Nup的值，重復(fù)步驟(6)～步驟(7)，直至所有圖像均處理完畢。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器行像元噪聲自適應(yīng)濾除方法，其特征在于：所述步驟(1)中利用波峰和波谷的灰度值確定初始濾波背景估值修改量BckGndAdj，具體為：

BckGndAdj＝GRAY_max+A

所述GRAY_max為星敏感器觀星圖像直方圖中概率最大的波峰對(duì)應(yīng)的灰度值，A為灰度值修正量，A的取值范圍為：0～2⁶。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器行像元噪聲自適應(yīng)濾除方法，其特征在于：所述步驟(5)和步驟(7)中根據(jù)內(nèi)部圖像存儲(chǔ)SRAM統(tǒng)計(jì)占用率，自適應(yīng)設(shè)置星敏感器FPGA內(nèi)部圖像濾除像素?cái)?shù)下限寄存器Ndown和上限寄存器Nup的值，具體根據(jù)表1中的對(duì)應(yīng)關(guān)系查表完成；

表1

比值NdownNup(0～30％)020(30％～40％)120(40％～50％)220(50％～100％)230

。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器行像元噪聲自適應(yīng)濾除方法，其特征在于：所述步驟(6)中利用內(nèi)存回退技術(shù)進(jìn)行噪聲像元自適應(yīng)濾波，具體步驟如下：

(a)確定參與濾波的每個(gè)像元的灰度濾波權(quán)重系數(shù)，具體由公式：

給出，其中p_i[j]為在軌圖像第i行第j列像素的灰度濾波權(quán)重系數(shù)，M_i[j]為在軌圖像第i行第j列的灰度值；

(b)利用步驟(a)中的灰度濾波權(quán)重系數(shù)，確定參與濾波的每個(gè)像元的背景估值，具體由公式：

Mdi[j]=Mi[j-Fa]×pi[j-Fa]+Mi[j-Fa+1]×pi[j-Fa+1]+...+Mi[j+Fa]×pi[j+Fa]pi[j-Fa]+pi[j-Fa+1]+...+pi[j+Fa];]]>

給出，其中Md_i[j]為在軌圖像第i行第j列像素的背景估值，F(xiàn)a為濾波器半向尺度；Fa為奇數(shù)，且取值范圍為：1～21；

(c)確定星點(diǎn)提取閾值，具體為：

若M_i[j]≥TH，則將在軌圖像第i行第j列的像素作為星點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)，否則不存儲(chǔ)該像素；所述TH為星點(diǎn)提取閾值；具體為：

若Md_i[j]+BckGndAdj≤N，則TH＝Md_i[j]+BckGndAdj，否則TH＝N。