[發明專利]一種大氣湍流下的光斑中心滑動加權質心定位方法

在審

• 申請號: 202110411324.4
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113192121A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 吳鵬飛;雷思琛;王輝亮;王姣;吳笛
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06T7/66
• 分類號: G06T7/66
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 徐瑤

1.一種大氣湍流下的光斑中心滑動加權質心定位方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1：將CCD采集到的光斑圖像逐幀保存并進行歸一化處理，逐幀讀入圖像后開始疊加圖像處理，生成每幀當前圖像A的當前幀參考圖像B；

步驟2：對當前圖像A進行預處理；

步驟3：使用非線性權重質心法對當前幀圖像A進行粗定位，得到當前幀圖像A的粗定位點(x_s,y_s)；

步驟4：將上一幀圖像的當前幀參考圖像B_上一幀以及的當前幀圖像的當前幀參考圖像B_當前幀分別進行質心定位，得到光斑整體移動向量r；

步驟5：由向量r對由步驟3得到的粗定位點(x_s,y_s)進行反向補償，得到精定位點(x_n,y_n)。

2.根據權利要求1所述的一種大氣湍流下的光斑中心滑動加權質心定位方法，其特征在于，步驟1具體按照以下步驟實施：

將CCD采集到的光斑圖像逐幀保存并進行歸一化處理，逐幀讀入圖像，開始疊加圖像，設置疊加圖像的幀數上限值為n；當疊加幀數沒達到n幀時，依次讀入當前幀圖像A逐幀疊加后求像素灰度平均值，生成當前幀參考圖像B，當幀數達到n幀時，減去頭幀，加上當前新幀圖像后再求平均，逐次類推，生成每一張當前幀圖像A的當前幀參考圖像B，具體處理流程見圖1。

3.根據權利要求2所述的一種大氣湍流下的光斑中心滑動加權質心定位方法，其特征在于，步驟2具體按照以下步驟實施：

步驟2.1，對當前幀參考圖像B求得閾值為V_B，

其中，M₀為當前幀參考圖像B中像素灰度值的眾數，由式(2)求得，其中L表示眾數所在組的精確下限，f_a為下限相鄰頻數，f_b為上限相鄰頻數，l為組距，M₀表達式如下：

由式(3)求得R_avg，R_avg為當前幀參考圖像B像素灰度值的均值，m、n分別為圖像x、y方向的像素數目，I(i,j)表示當前幀參考圖像B圖像各個點的像素灰度值；R_avg5表達式如下：

閾值V_B對應的圖像灰度值是平均背景噪聲大小，用k表示，k＝V_B*255；

步驟2.2，去背景操作：對當前幀圖像A減去由當前幀參考圖像B得到的平均背景噪聲大小k，II_當前幀(i,j)表示當前幀圖像A圖像各個點的像素灰度值；II_當前幀(i,j)表達式如下：

II_去背景(i,j)＝II_當前幀(i,j)-k (4)

由公式(4)得到的當前幀圖像A的去背景圖像，由公式(5)求得當前幀圖像A去背景后圖像的閾值V_A，V_A表達式如下：

其中，M₀'為當前幀圖像A去背景后圖像中像素灰度值的眾數，由式(6)求得，其中L'表示眾數所在組的精確下限，f_a'為下限相鄰頻數，f_b'為上限相鄰頻數，l'為組距；M₀'表達式如下：

由式(7)求得R_avg'，R_avg'為當前幀圖像A去背景后圖像像素灰度值的均值，m、n分別為圖像x、y方向的像素數目，II_去背景(i,j)表示去背景操作后當前幀圖像A圖像各個點的像素灰度值，

然后進行閾值分割處理、同時對光斑中心進行噪聲補償處理，保留光斑中心有效灰度信息II_A(i,j)見公式(8)：

然后再進行中值濾波，最后進行閉運算處理，得到預處理后的當前幀圖像A。