[发明专利]一种基于像元内响应的恒星高精度位置提取方法

摘要

本发明公开了一种基于像元内响应的恒星高精度位置提取方法，根据像元内响应分布，建立点目标位置与像元灰度之间的关系，实现恒星的高精度位置提取。其位置提取步骤是：1.对获得的图像进行去除背景和非均匀校正等处理。2.选取像元灰度值最大的十帧图像，根据像元的填充因子，求出该恒星目标经过光学系统后的能量分布函数。3.根据能量分布函数和像元填充因子得到一系列恒星目标在不同位置时的像元灰度值，并通过内插值的方法建立恒星位置与像元灰度的查找表。4.根据像元的灰度值，查找对应的像元位置，由于能量分布和像元响应的对称性，得到几组像元位置。5.使用质心法从步骤4中得到的几组像元位置中选出恒星位置。

主权项

1.一种基于像元内响应的恒星高精度位置提取方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：对图像进行预处理，包括去除背景和非均匀校正两个步骤。根据已有的黑体定标数据计算各个像元的非均匀校正系数，记为K(i,j)，i，j分别是该像元在探测器上的横纵坐标，像元的背景灰度为Backgoung(i，j)，DN(i，j)是经过图像预处理后坐标为(i，j)的像元灰度数据，DN’(i,j)为原始像元灰度数据，DN(i,j)＝((DN’(i,j)–Background(i，j))·K(i,j)步骤2：恒星经光学系统成像后，可用高斯函数描述其能量分布，由于像元内响应的差异，当目标在单个像元上移动时，像元的灰度值发生变化，在多帧图像中找出单个像元灰度值最大的十帧，根据像元内感光区域的长和宽，通过反卷积的方法得到高斯函数的参数δ；在单个像元中，感光区域对光的响应系数为1，其他区域响应系数为0；单个像元的响应表示为pixresponse，其中，a和b分别是感光区域的长和宽，D为待探测的像元区域；g是恒星目标经过光学系统后的能量分布，A是点目标成像在像元中心时的能量，δ为标准差，x，y分别是探测器上某点的横纵坐标，xo，yo光斑中心在探测器上的横纵坐标，r是像元上的某点到光斑中心的距离，B是探测器的平均响应，I是该像元的灰度值；I＝B∫∫Dg·pixresponse dxdy步骤3：根据步骤2得到的高斯函数以及像元的填充因子得到像元灰度分布随点目标位置移动的关系；步骤4：通过步骤3中的关系，根据像元的灰度值，通过查表法得到恒星在像元内的位置，由于像元内响应和能量分布的对称性，得到的位置大于一组；步骤5：根据如下的质心法公式，求出一组坐标(x′,y′)，以像元中心为原点，建立平面直角坐标系，判断恒星目标在单个像元内所处的象限。从步骤4中所得的坐标中选出处于该象限的坐标，即为恒星在像元中的位置；