[发明专利]一种用于静止轨道卫星探测仪的恒星检测方法及装置

权利要求书

1.一种用于静止轨道卫星探测仪的恒星检测方法，其特征在于，包括：

输入探测仪恒星观测图像序列；

将所述图像序列去除固定模式噪声；

将去除噪声后的所述图像序列进行图像分割；

将分割后且含有恒星的图像序列融合为一幅包含恒星轨迹的图像；

对所述包含恒星轨迹的图像进行恒星直线轨迹检测；

对检测出的恒星直线轨迹的图像进行识别；

其中，所述将所述图像序列去除固定模式噪声，包括：

分别计算应用于每帧图像的固定噪声模板；所述固定模式噪声计算公式为：

其中，为用于第k帧图像的固定噪声模板图；I_i(x,y)为第i帧原始星图；T为星斑互相独立的阈值，计算方法为f为探测仪成像帧频，为3Hz；M为满足阈值要求的星图帧数；V_x为恒星在水平方向的运动速度；d为相邻两个星斑圆心之间的距离；

对每帧图像，通过以下处理公式(3)处理；

为去除固定模式噪声后的帧图像。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，将去除噪声后的所述图像序列进行图像分割，包括：

将所述固定模式噪声去除后的图像序列中每帧图像进行阈值分割处理；阈值计算公式如下：

其中，T_k为第k帧图的阈值，为中所有非零像素；为去除固定模式噪声后的帧图像；α为一个调整参数，取值为5；

在每帧图像基础上逐像素减去对应的分割阈值，并将结果小于零的像素置零，得到去除噪声且进行阈值分割后的图像序列。

3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，将分割后且含有恒星的图像序列融合为一幅包含恒星轨迹的图像，包括：

将阈值分割后的图像序列融合为一幅图像，融合计算公式如下：

其中，为第k帧阈值分割图像，对每个像素取图像序列中所述像素的最大值，得到恒星轨迹图像I^tr(x,y)。

4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，对所述包含恒星轨迹的图像进行恒星直线轨迹检测，包括：

所述恒星在图像中划过一条直线轨迹；

根据恒星观测时长t_s和水平方向的运动速度V_x，计算恒星轨迹长度，将所述融合图像上检测长度大于等于8px的线段，作为恒星轨迹区域检测结果。

5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，对检测出的恒星直线轨迹的图像进行识别，包括：

将偏离执行的异常点剔除；

根据恒星理想运动速度，建立像素序号x与轨迹图中像素的灰度值y之间的关系式；所述恒星理想运动速度为f为探测仪成像帧频；V_x为恒星在水平方向的运动速度；

所述关系式为：y＝(x+x₀)×2.30 (7)；

使用最小二乘算法，求解上述公式(7)中的未知参数x₀

arg min(∑(y_i-(x_i+x₀)×2.30)²)

结果为：

其中，N为参与计算的数据个数；

建立理想恒星轨迹的误差公式：

将上式(9)中计算出的δ与识别阈值T_δ作比较，当δ≤T_δ，识别所述轨迹为恒星轨迹。