[发明专利]一种在轨实时去除APS星敏感器固定模式噪声的方法

权利要求书

1.一种在轨实时去除APS星敏感器固定模式噪声的方法，其特征在于：该方法基于可自适应调的整噪声估计矩阵，该方法包括如下步骤：

步骤(1)、对星图进行阈值分割、连通域分析，根据星点区域S各个像素的位置信息计算出星点的粗质心，计算公式如下：

其中，S为星点区域，x(i,j)、y(i,j)分别为S区域中索引为(i,j)的像素在图像上的x、y坐标，N_S为S区域的像素总数，为计算得到的星点粗质心横纵坐标；

步骤(2)、根据帧间质心的位移大小自适应调整噪声估计矩阵的大小：

其中，s为星点矩阵大小且s为固定值，取为5，该矩阵为方阵，Δ为帧间星点质心位移像素个数，n为噪声估计矩阵大小，该矩阵为方阵，当确定星点矩阵大小为s后，若帧间质心位移小于1像素，噪声估计矩阵的大小n则设置为s+2；若质心位移大于1像素小于2像素，n则设置为s+4；若质心位移大于2像素小于3像素，n则设置为s+6；

步骤(3)、根据步骤(1)得到的粗质心在星图上以质心为中心取s*s区域为星点区域矩阵S，取n*n区域为固定噪声估计矩阵N；

开始N的初始化过程：

a、首先将图像上星点区域s*s以外n*n以内的数据存入N矩阵相应位置；

b、矩阵N中心s*s区域置为0；

c、每当处理下一帧星图，根据帧间星点质心位移情况，用当前帧的星点区域外层像素更新矩阵N，矩阵N会做相对应的位移；

d、直到矩阵N被填满，初始化结束；

步骤(4)、初始化矩阵N完成后可进行精确的去除固定噪声工作，随着星点质心的持续移动，继续更新矩阵N；

步骤(3)和步骤(4)中的矩阵N更新的具体过程：

a、如果帧间质心位移没有超过1个像素，即质心与上一帧相比在同一个像素内，此时更新N矩阵，只需更新外层数据，以0.5的权重将重复的数据，即在图像上的位置一样的像素，做加权平均，以保证估计数据的稳定真实性：

p₁＝0.5×I₁(i,j)

p_k+1＝0.5p_k+0.5I_k+1(i,j)

其中，I₁(i,j)是估计矩阵N在图像上首次取到位置为(i,j)的像素点，p₁是最终存入矩阵N中的数据，I_k+1(i,j)是矩阵N在图像上第k+1次取到位置为(i,j)的像素，p_k+1是最终存入矩阵N中的数据，当图像上位置为(i,j)的像素消失在矩阵N中，下一次出现在矩阵N中视为首次出现；

b、如果质心位移超过1个像素，首先将矩阵N中心区域向相反方向移动同样像素；然后得到当前星点区域外层数据，同样的，如果有重复的数据做加权，再存入矩阵N中；

步骤(5)、计算去除固定噪声后的星点精确质心，用星点区域矩阵S减去估计矩阵N中心部分N_s×s即得到去除固定模式噪声后的星点区域矩阵

再对星点区域矩阵做局部阈值化得到亮区域根据带阈值的灰度质心法计算精确质心

其中，为亮区域像素总数，x(i,j)、y(i,j)为中的像素在图像上的x、y坐标，I(i,j)为区域像素的灰度值，T为局部阈值，为区域像素总数。