[发明专利]一种微振动对在轨图像质量影响的评估方法

说明书

本发明公开了一种微振动对在轨图像质量影响的评估方法，包括如下步骤：采用TDICCD采集获取在轨图像，在在轨图像中根据评估需求选取长度贯穿感兴趣区域的景物；对景物所在区域，提取中心线，针对中心线上每个像元点均执行如下过程：利用其相邻像元的能量分布对相邻像元能量进行拟合获得能量曲线；能量曲线的能量中心点相对当前像元点的距离为当前像元点的相机视轴晃动幅值；将所有像元点的视轴晃动幅值组成相机视轴随时间变化的曲线；对该曲线进行傅里叶变换，得到相机视轴晃动的频率能量分布曲线；将能量分布曲线中大于设定数值的视轴晃动幅值对应的频率抽取出来，和星上微振动源的振动频率对比，由此获知各个星上微振动源对相机视轴晃动的贡献。

技术领域

本发明属于图像分析领域，具体涉及一种微振动对在轨图像质量影响的评估方法。

背景技术

微振动是指航天器在轨运行期间，由于搭载设备(如动量轮等高速转动部件、太阳翼驱动机构等步进部件、红外相机摆镜等摆动部件)正常工作造成的航天器幅度较小的往复运动。微振动源指引起微振动的设备。微振动能量很小，相比发射段力学环境造成的应变，微振动至少小1个量级，不会造成结构破坏。除了幅值较小，微振动的频率范围很广，姿态控制系统难以测量，也无法全频段控制。微振动主要影响光学相机等对微振动敏感的设备，是高分辨率遥感卫星必须解决的问题。

对于遥感卫星的成像质量，国外开展了大量研究，但重点在于全面的图像质量的评估，没有单独的评估微振动对图像质量影响的方法。

目前国内外对图像质量的评价目标是评价是图像的“逼真度”和“可懂度”。从方法上来分大致可分为客观评价法和主观评价法。

图像质量的客观评价是根据给定的测量标准对测量所得的，构成图像的有关物理特性参量进行评价。一般说来由两种不同的质量观。一种是没有参照图像，强调物理特性参量对图像的直接作用，主要包括图像墒、图像功率谱等；另一种则提供原始图像，强调基于图像之间参数的差异对图像质量的损失和恶化程度进行评价，这种度量包括均方误差(MSE)、峰值均方误差(PMSE)、平均相对误差(MAE)、峰值信噪比(PSNR)、拉氏保真度、模糊熵等。对于显示器的测试还有标准波形法和标准图形测试卡法。客观评价的主要缺陷是与视觉效果一致性差。

图像质量的主观评价是人直接观察图像，根据规定的评价标准和评价尺度以及人眼对图像的视觉感受来对图像质量进行打分和评价，再按照各观察者对图像打分的统计平均来给出最后的评定结果。

主观评价时需要注意几个问题：

(1)观察者的选择

为使图像质量的主观评价在统计上有意义，参加评分的观察者人数不少于 20人。观察者应该包括两种人：一种是未受过训练的“外行”观察者；另一种是受过专门训练，对图像技术熟悉的“内行”，他们能够注意到图像降质的关键表现和细微变化，对图像质量进行严格的判断。

(2)质量尺度和干扰(妨碍)尺度

图像主观评价的尺度往往是根据观察者对图像技术的熟悉情况来选择。对普通人来说多采用质量尺度，而对图像专业人员多用干扰尺度。

(3)观测图像条件

测试条件应尽可能与标准的使用条件相匹配。下表给出了各国提出的观测条件数值及CCIR推荐值。

表1图像质量评价的观测条件CCIR(OSIO 1966)

主观评价方法分为绝对评价和相对评价。绝对评价是由观察者根据一些事先规定的评价尺度或自己的经验，对被评价图像提出质量判断。某些情况下，也可以提供一组标准的图像作为参考，帮助观察者对图像质量做出合适的评价。绝对评价常用的评价尺度称为“全优度尺度”，如下表。

表2绝对评价的全优度尺度