[发明专利]星空背景图像帧转移型CCD传感器Smear效应亮线消除方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种星空背景图像Smear效应亮线消除方法，特别是一种星空背景图像帧转移型CCD传感器Smear效应亮线消除方法。

背景技术

文献“星图中亮线的自动检测算法，光电技术应用，2009，Vol.24(4)，p41-44”公开了一种星图smear效应亮线的去除算法。该方法利用恒星成像在频域中的各向同性性质和Fourier变换的自配准性质对smear效应亮线进行自动检测，并分别在空域和频域对smear效应亮线进行修复。其中，文献在空域中使用中值滤波方法进行修复，而在频域使用线性、三次样条插值、多项式拟合插值等方法对smear效应亮线进行修复。文献所述方法在检测smear效应亮线时对整幅图像进行Fourier变换，但在实际中星空图像背景大部分为黑色，恒星及目标点等只占图像少部分，而在出现smear效应亮线的几列灰度和将会高出其他列的灰度和，因此只需要对原图进行列统计求出每列的灰度和并找到极值点即可检测出smear效应亮线所在的位置，而使用Fourier变换则增加了检测的复杂度；在消除smear效应亮线时，文献在空域使用了中值滤波方法，在频域使用插值的方法，会导致增加新的噪声点，而且文献并没有考虑当在smear效应亮线上存在恒星或目标时，有可能会在去除smear效应亮线的同时将亮线上的恒星和目标去掉，这样会对以后的目标检测带来困难。

发明内容

为了克服现有的星图smear效应亮线去除算法在去除smear亮线的同时将亮线上的恒星和目标去掉的不足，本发明提供一种星空背景图像帧转移型CCD传感器Smear效应亮线消除方法。该方法利用各列灰度统计、检测出现smear效应亮线的位置。由于在出现smear效应亮线上的恒星和目标的灰度值也是普遍高于smear效应亮线的平均灰度值，利用这一信息对这些列再进行一次直方图统计求出本列的背景灰度平均值，然后利用高斯分布的3δ原理，得到区分背景和恒星的阈值，在进行去除smear效应亮线的时候大于这一阈值的区域不变，对小于这一阈值的区域再利用双三次插值，可以在去掉smear效应亮线的同时保存亮线上的恒星和目标。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种星空背景图像帧转移型CCD传感器Smear效应亮线消除方法，其特点是包括下述步骤：

(a)将星空观测图像描述为：

I(x，y)＝I_S(x，y)+I_B(x，y)+I_N(x，y)+I_L(x，y)    (1)

式中，I(x，y)为观测相机CCD焦平面获取的观测图像；(x，y)为像素点的坐标，且1≤x≤M，1≤y≤N，其中M＝1024，N＝1024为图像的大小；I_S(x，y)为目标图像，包括恒星和空间目标观测图像；I_B(x，y)为星空背景图像；I_N(x，y)为噪声图像，包括空间辐射噪声、CCD固定噪声，并假设I_N(x，y)服从零均值高斯噪声；I_L(x，y)为Smear图像；

对每列y分别统计灰度和T_y，如公式(2)所示：

Ty=Σx=1MI(x,y)---(2)]]>

式中，y表示图像中的第y列，1≤y≤N(N＝1024)，x表示图像中的第x行，I(x，y)为(x，y)坐标位置处的灰度值；阈值T通过下式确定：

T＝μ_B+λ·σ_B    (3)