[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

说明书

本发明公开了一种用于静止轨道卫星探测仪的恒星检测方法及装置，该方法包括：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。该方法通过输入探测仪恒星观测图像序列，探测仪恒星观测图像固定模式噪声去除、阈值分割、恒星轨迹融合图像生成、恒星直线轨迹初检、最后实现对恒星直线轨迹的高准确率、高成功率识别。

技术领域

本发明涉及图像处理、模式识别领域，特别涉及一种用于静止轨道卫星探测仪的恒星检测方法及装置。

背景技术

静止轨道卫星轨道周期与地球自转周期相同，与地球保持相对静止。例如，风云四号(FY-4)卫星是我国新一代静止轨道气象卫星，采用三轴稳定平台，功能和性能实现了跨越式发展。该系列首颗卫星FY-4A于2016年12月成功发射，未来将全面替代风云二号卫星，承担我国天气分析预报任务。干涉式大气垂直红外探测仪(简称探测仪)是该卫星上的一个主要成像载荷，用以把晴空大气在垂直方向上切层，获取观测区域大气垂直运动信息。

风云四号卫星探测仪的图像定位依靠对恒星的观测。高准确率、高成功率的恒星检测算法是基于恒星观测的图像定位技术中的一项关键技术。但是，现有技术中常见的恒星检测算法均基于单幅图像，如区域生长法，由于空间成像环境复杂，对于恒星检测算法，如何提高准确率、成功率，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种用于静止轨道卫星探测仪的恒星检测方法及装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种用于静止轨道卫星探测仪的恒星检测方法，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。

在一个实施例中，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；

对每帧图像，通过以下处理公式(3)处理；

在一个实施例中，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；a为一个调整参数；

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。

在一个实施例中，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：