[發(fā)明專利]一種基于雙譜域主成分分析的高動(dòng)態(tài)星敏感器運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010315082.4
• 申請(qǐng)日: 2020-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN111402300B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙汝進(jìn);候婭嫻;劉恩海;周向東;趙人杰;張輝;陳元培;韓維強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G06T7/246
• 分類號(hào): G06T7/246;G06T7/136;G06T3/60;G06T5/00;G06V10/77;G06K9/62
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本發(fā)明公開了一種基于雙譜域主成分分析的高動(dòng)態(tài)星敏感器運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法，包括：步驟(1)、對(duì)圖像進(jìn)行雙譜變換；步驟(2)、主成分分析估計(jì)運(yùn)動(dòng)模糊角度θ；步驟(3)、旋轉(zhuǎn)圖像θ角進(jìn)行Radon變換；步驟(4)、估計(jì)運(yùn)動(dòng)模糊長(zhǎng)度L；該方法運(yùn)用圖像處理手段估計(jì)星敏感器運(yùn)動(dòng)參數(shù)，解決了高動(dòng)態(tài)下星敏感器去除運(yùn)動(dòng)模糊時(shí)參數(shù)估計(jì)困難導(dǎo)致的星點(diǎn)提取精度不高、提取失敗等問題，提高了星點(diǎn)提取數(shù)目及星點(diǎn)質(zhì)心精度從而提高了星敏感器的動(dòng)態(tài)性能，使得星敏感器能夠在高動(dòng)態(tài)環(huán)境中正常工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及星敏感器去除運(yùn)動(dòng)模糊領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙譜域主成分分析的高動(dòng)態(tài)下星敏感器圖像運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)的方法。

背景技術(shù)

星敏感器在工作過程中受到了各種環(huán)境因素的干擾，其中，外界環(huán)境干擾主要是指星敏感器工作過程中將會(huì)受到日、月、地等天體的光環(huán)境和星空背景、人工天體等影響；星敏感器本身的干擾主要是指力學(xué)環(huán)境引起的影響和自身設(shè)備電磁環(huán)境等干擾因素的影響。復(fù)雜環(huán)境因素使得星敏感器像面背景增強(qiáng)，星圖成像產(chǎn)生模糊，成像質(zhì)量下降，從而影響到星敏感器成像系統(tǒng)的可靠性和星提取以及星圖識(shí)別的準(zhǔn)確性，甚至?xí)?dǎo)致星敏感器無法正常工作，采用后端圖像復(fù)原技術(shù)以盡量減少復(fù)雜環(huán)境對(duì)星敏感器性能帶來的負(fù)面影響研究具有重要意義。

目前星點(diǎn)質(zhì)心提取，對(duì)于拖尾的應(yīng)對(duì)方法一般為直接計(jì)算整個(gè)星點(diǎn)區(qū)域的中心作為質(zhì)心，這降低了質(zhì)心的精度，特別是在高動(dòng)態(tài)情況下會(huì)造成星點(diǎn)的提取失敗，從而導(dǎo)致星敏感器無法正常工作。因此引入圖像復(fù)原是很有必要的。

圖像復(fù)原分為盲復(fù)原與非盲復(fù)原，盲復(fù)原是指圖像退化函數(shù)未知的情況，難度較大。星圖模糊可以近似為由勻速直線運(yùn)動(dòng)引起，對(duì)于這種勻速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)模糊，盲復(fù)原一般采用參數(shù)估計(jì)與非盲復(fù)原相結(jié)合的方式進(jìn)行處理。目前退化函數(shù)的參數(shù)估計(jì)方法十分豐富，有基于頻譜、倒譜、雙譜、Radon變換或多種方法相結(jié)合的方法。通過圖像的頻域特征估計(jì)出模糊角度與尺度，再進(jìn)行圖像反卷積恢復(fù)圖像。

Oliveria等人的《Parametric Blur Estimation for Blind Restoration ofNatural Images:Linear Motion and Out-of-Focus》使用頻譜、Radon變換進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，但是并未涉及雙譜變換，Mishra等人的《Efficient Motion Blur Parameters Estimationunder Noisy Condition》基于雙譜變換改進(jìn)了算法對(duì)噪聲的魯棒性，但其使用的是Radon變換求角度信息，仍然保留了Radon變換求角度時(shí)精度不高、對(duì)噪聲魯棒性差的缺點(diǎn)，綜上所述，以上均未涉及基于雙譜域的主成分分析法估計(jì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：基于雙譜域主成分分析法的高動(dòng)態(tài)星敏感器運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法。步驟包括：(1)對(duì)圖像進(jìn)行雙譜變換；(2)主成分分析估計(jì)運(yùn)動(dòng)模糊角度θ；(3)旋轉(zhuǎn)圖像θ角進(jìn)行Radon變換；(4)估計(jì)運(yùn)動(dòng)模糊長(zhǎng)度L。該方法運(yùn)用圖像處理手段解決了高動(dòng)態(tài)下星圖運(yùn)動(dòng)模糊去除時(shí)的參數(shù)估計(jì)困難問題，能有效改善星圖運(yùn)動(dòng)拖尾問題，提高星點(diǎn)質(zhì)心提取精度。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種基于雙譜域主成分分析的高動(dòng)態(tài)星敏感器運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法，包括：

步驟(1)對(duì)圖像I進(jìn)行雙譜變換，圖像I第一次傅里葉變換得到對(duì)取2范數(shù)得到再進(jìn)行第二次傅里葉變換得到最后對(duì)做歸一化處理：