專利名稱：一種高動(dòng)態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及星體數(shù)據(jù)處理技術(shù)，具體涉及一種高動(dòng)態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的 方法和裝置。
背景技術(shù)：
星敏感器(Star Sensor)是當(dāng)今航天飛行器中廣泛采用的一種高精度、高可靠性 的姿態(tài)測(cè)量部件，國(guó)內(nèi)外星敏感器在精度指標(biāo)上都已經(jīng)達(dá)到了很高的水平。由于高動(dòng)態(tài)載 體的運(yùn)行對(duì)星敏感器姿態(tài)測(cè)量器件的動(dòng)態(tài)性能提出了非常高的要求，因此如何提高星敏感 器動(dòng)態(tài)性能成為當(dāng)前新的研究熱點(diǎn)。在高動(dòng)態(tài)條件下，如何從圖像傳感器輸出的原始星像中提取出用于星圖識(shí)別 的星體位置坐標(biāo)——即星體圖像定位，是星敏感器設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵性和基礎(chǔ)性工作。在 提取星體位置信息之前必須對(duì)星像中的星體目標(biāo)進(jìn)行提取，再利用質(zhì)心法等算法提取 星體圖像中心。星體目標(biāo)提取實(shí)際上是一個(gè)圖像分割過(guò)程，這一過(guò)程可以分為兩個(gè)階段1) 將星體目標(biāo)和背景分離開(kāi)；2)將單個(gè)星體目標(biāo)與其他的星體目標(biāo)分離開(kāi)。國(guó)內(nèi)外星敏感器 普遍采用的將單個(gè)星體目標(biāo)與其他的星體目標(biāo)分離的分割方法主要有窗口法、聚類算法、 連通域算法等。動(dòng)態(tài)條件下，星敏感器成像星圖發(fā)生模糊，星體成像不再為近似理想的高斯光斑 分布，而會(huì)出現(xiàn)像素拖移現(xiàn)象，并且當(dāng)星敏感器載體運(yùn)動(dòng)角速度較大時(shí)像素拖移現(xiàn)象較為 嚴(yán)重。由于像素拖移現(xiàn)象的存在，使星體能量趨于分散，經(jīng)過(guò)星圖濾波及閾值分割等處理 后，星體圖像會(huì)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。在2° /s動(dòng)態(tài)條件下，拍攝某天區(qū)星圖經(jīng)濾波、閾值分割處 理后的圖像如圖1所示，圖中②號(hào)、④號(hào)星體圖像出現(xiàn)明顯斷裂現(xiàn)象。目前，美國(guó)加州理工大學(xué)的JPL實(shí)驗(yàn)室提出的方法是以檢測(cè)大于閾值的像素為中 心點(diǎn)，以固定大小的像素范圍作為窗口提取星體目標(biāo)，即窗口法。在進(jìn)行星體目標(biāo)提取時(shí)， 窗口法方法簡(jiǎn)單，能在星體圖像斷裂情況下實(shí)現(xiàn)分割，但固定的窗口不能適應(yīng)星敏感器運(yùn) 動(dòng)方向及速度的變化；并且窗口法對(duì)斷裂星體不進(jìn)行處理，會(huì)降低星體圖像定位精度。另外，還可以應(yīng)用質(zhì)心跟隨成像方法，如采用4連通域算法將單個(gè)星體目標(biāo)與其 他星體目標(biāo)分離。連通域算法雖然具有算法簡(jiǎn)單、便于硬件實(shí)現(xiàn)、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)，但此 方法基于連通原理，會(huì)將一個(gè)星體從其斷裂部分分割為不同的星體，造成分割錯(cuò)誤，不利于 順利實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的方法和裝置，以 在高動(dòng)態(tài)條件下對(duì)星體目標(biāo)進(jìn)行有效提取，提高星體目標(biāo)提取精度。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高動(dòng)態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的方法，該方法包括針對(duì)星體選取自適應(yīng)窗口，在選取的自適應(yīng)窗口內(nèi)進(jìn)行星體斷點(diǎn)判定，根據(jù)斷點(diǎn)判定結(jié)果對(duì)斷裂的星體進(jìn)行基于結(jié)構(gòu)元素的主動(dòng)生長(zhǎng)，針對(duì)完成星體主動(dòng)生長(zhǎng)的所述窗口 進(jìn)行用于支持星體目標(biāo)提取的質(zhì)心計(jì)算。所述自適應(yīng)窗口的選取是根據(jù)星敏感器運(yùn)動(dòng)速度及星體拖影特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的，并且在 選擇自適應(yīng)窗口的大小及方向時(shí)設(shè)定窗口內(nèi)有效像素?cái)?shù)范圍；在所述有效像素?cái)?shù)范圍中，有效像素?cái)?shù)上限值的設(shè)定用以濾除大面積噪聲，有效 像素下限值的設(shè)定用以濾除孤立噪點(diǎn)。所述選取自適應(yīng)窗口的過(guò)程包括第一步計(jì)算窗口大小N; 其中，P表示圖像傳感器每行有效像素?cái)?shù)；F0V表示星敏感器視場(chǎng)；v表示星敏感器載體運(yùn)動(dòng)速度；t表示曝光時(shí)間；第二步從上至下、從左至右掃描星空?qǐng)D像；第三步設(shè)當(dāng)前像素點(diǎn)坐標(biāo)為(X，y)，其灰度為f(X，y)；如果當(dāng)前像素灰度值大于 設(shè)定的灰度閾值T，則掃描以(x，y)，(x+N, y)，(x+N, y+N)，(x, y+N)為頂點(diǎn)的方形窗口區(qū)域，該方形窗 口稱為右窗口 ；當(dāng)像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T時(shí)，則像素?cái)?shù)numr加1，直到整個(gè)窗口 掃描完畢，記錄numr ；掃描以(x-N/2，y)，(x+N/2，y)，(x+N/2，y+N)，(x-N/2,y+N)為頂點(diǎn)的方形窗 口 區(qū) 域，該方形窗口稱為中間窗口 ；當(dāng)像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則像素?cái)?shù)numm加1，直 到整個(gè)窗口掃描完畢，記錄numm;掃描以(x-N，y)，(x, y)，(x, y+N)，(x_N，y+N)為頂點(diǎn)的方形窗口區(qū)域，該方形窗 口稱為左窗口 ；當(dāng)像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則像素?cái)?shù)numl加1，直到整個(gè)窗口掃 描完畢，記錄numl ；比較上述三個(gè)窗口中大于灰度閾值T的像素個(gè)數(shù)(分別為numr，numm及numl)， 并記錄其最大值為nummax;如果nummax大于設(shè)定的有效像素?cái)?shù)下限值NUML，且小于設(shè)定的 有效像素?cái)?shù)上限值NUMH，則如果nummax = numl，則選取以(x，y)，(x+N, y)，(x+N, y+N)，(x, y+N)為頂點(diǎn)的右 窗口作為要處理的自適應(yīng)窗口；如果nummax = numm,則選取以(x-N/2, y)，(x+N/2, y)，(x+N/2, y+N)，(x-N/2, y+N) 為頂點(diǎn)的中間窗口作為要處理的自適應(yīng)窗口；如果nummax = numr,則選取以(x_N，y)，(x，y)，(x，y+N)，(x-N, y+N)為頂點(diǎn)的左 窗口作為要處理的自適應(yīng)窗口。所述星體斷點(diǎn)判定是基于以下約束實(shí)現(xiàn)的約束一當(dāng)前像素8連通域內(nèi)大于設(shè)定的灰度閾值T的像素?cái)?shù)目小于等于3 ；約束二當(dāng)前像素8連通域內(nèi)大于設(shè)定的灰度閾值T的像素橫、縱坐標(biāo)均位于該像 素的同一方向；
約束三當(dāng)前像素的橫、縱坐標(biāo)值均非該星體圖像內(nèi)坐標(biāo)極值。所述星體斷點(diǎn)判定的過(guò)程包括第一步從左至右，從上至下掃描選定的自適應(yīng)窗口內(nèi)的圖像；第二步如果當(dāng)前所掃描的像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則掃描該像素8鄰 域內(nèi)像素；如果當(dāng)前像素8鄰域內(nèi)灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T的像素個(gè)數(shù)為0，則將當(dāng)前 像素灰度清零；否則，判斷當(dāng)前像素8鄰域內(nèi)灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T的像素個(gè)數(shù)是否 大于3，在判斷結(jié)果為不大于時(shí)判斷當(dāng)前像素橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)是否為窗口內(nèi)有效像素極值， 只有當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，確定當(dāng)前像素為斷點(diǎn)，并存儲(chǔ)其坐標(biāo)值及像素灰度。所述主動(dòng)生長(zhǎng)是基于結(jié)構(gòu)元素實(shí)現(xiàn)的，所述結(jié)構(gòu)元素包括結(jié)構(gòu)元素a、結(jié)構(gòu)元素 b、結(jié)構(gòu)元素c、結(jié)構(gòu)元素d;其中，結(jié)構(gòu)元素a為代表點(diǎn)的右像素及右像素的下像素、右下像素組成的結(jié)構(gòu)元素；結(jié)構(gòu)元素b為代表點(diǎn)的左像素及左像素的下像素、左下像素組成的結(jié)構(gòu)元素；結(jié)構(gòu)元素c為代表點(diǎn)的右像素及右像素的右像素、下像素、右下像素組成的結(jié)構(gòu) 元素；結(jié)構(gòu)元素d為代表點(diǎn)的下像素及下像素的右像素、下像素、右下像素組成的結(jié)構(gòu) 元素。所述主動(dòng)生長(zhǎng)的過(guò)程包括第一步順序掃描斷點(diǎn)；第二步設(shè)當(dāng)前斷點(diǎn)坐標(biāo)為(xn，yn)，下一斷點(diǎn)坐標(biāo)為(xn+1，yn+1)；判斷當(dāng)前斷點(diǎn)與 下一斷點(diǎn)關(guān)系如果當(dāng)前斷點(diǎn)與下一斷點(diǎn)坐標(biāo)滿足xn+1 > xn且yn+1 > yn,則選取結(jié)構(gòu)元素a進(jìn)行 生長(zhǎng)操作；如果當(dāng)前斷點(diǎn)與下一斷點(diǎn)坐標(biāo)滿足xn+1 < xn且yn+1 > yn,則選取結(jié)構(gòu)元素b進(jìn)行 生長(zhǎng)操作；如果當(dāng)前斷點(diǎn)與下一斷點(diǎn)坐標(biāo)滿足xn+1 < xn且yn+1 = yn,則選取結(jié)構(gòu)元素c進(jìn)行 生長(zhǎng)操作；在均不符合以上判斷的情況下，選取結(jié)構(gòu)元素d進(jìn)行生長(zhǎng)操作。選取結(jié)構(gòu)元素a進(jìn)行生長(zhǎng)操作時(shí)，進(jìn)一步將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)；選取結(jié)構(gòu)元素b進(jìn)行生長(zhǎng)操作時(shí)，進(jìn)一步將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)；選取結(jié)構(gòu)元素c進(jìn)行生長(zhǎng)操作時(shí)，進(jìn)一步將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)；選取結(jié)構(gòu)元素d進(jìn)行生長(zhǎng)操作時(shí)，進(jìn)一步將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)；進(jìn)行上述生長(zhǎng)操作時(shí)進(jìn)一步判斷斷點(diǎn)是否連接，在未連接的情況下重復(fù)生長(zhǎng)操 作，直到斷點(diǎn)連接為止。所述質(zhì)心計(jì)算的過(guò)程包括第一步從左至右，從上至下掃描選定的自適應(yīng)窗口內(nèi)的圖像；第二步如果當(dāng)前像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則累加當(dāng)前像素的灰度值 及灰度與坐標(biāo)的乘積；第三步將當(dāng)前像素灰度值清零；第四步判斷是否掃描完整個(gè)窗口，在掃描完的情況下記錄上述的累加值；否則，重新執(zhí)行第一步，繼續(xù)掃描圖像，直到窗口內(nèi)的圖像掃描完畢。一種實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的裝置，該裝置包括自適應(yīng)窗口選取單元、星體斷點(diǎn)判定 單元、斷裂星體生長(zhǎng)單元、質(zhì)心計(jì)算單元；其中，所述自適應(yīng)窗口選取單元，用于針對(duì)星體選取自適應(yīng)窗口，并將選取的自適應(yīng)窗 口的信息通知給所述星體斷點(diǎn)判定單元；所述星體斷點(diǎn)判定單元，用于根據(jù)收到的自適應(yīng)窗口的信息，在自適應(yīng)窗口內(nèi)進(jìn) 行星體斷點(diǎn)判定，并將判定結(jié)果通知給所述斷裂星體生長(zhǎng)單元；所述斷裂星體生長(zhǎng)單元，用于根據(jù)收到的判定結(jié)果以及斷點(diǎn)相對(duì)位置，選取結(jié)構(gòu) 元素對(duì)斷裂的星體應(yīng)用主動(dòng)生長(zhǎng)的方法進(jìn)行修補(bǔ)，并將完成斷裂星體生長(zhǎng)后的自適應(yīng)窗口 的信息通知給所述質(zhì)心計(jì)算單元；所述質(zhì)心計(jì)算單元，用于根據(jù)收到的自適應(yīng)窗口的信息進(jìn)行支持星體目標(biāo)提取的 質(zhì)心計(jì)算。由于應(yīng)用自適應(yīng)窗口進(jìn)行星體目標(biāo)提取，并且利用主動(dòng)生長(zhǎng)的方法對(duì)斷裂星體進(jìn) 行修補(bǔ)，因此本發(fā)明方法和裝置可適應(yīng)星敏感器不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)星體目標(biāo)進(jìn)行有效提 ??；可在星體圖像出現(xiàn)斷裂情況下，進(jìn)行有效提?。豢蓪?duì)斷裂星體進(jìn)行生長(zhǎng)修補(bǔ)，有效提高 了定位精度；可有效去除如月光等造成的大面積噪聲。


圖1為天區(qū)星圖經(jīng)濾波、閾值分割處理后的圖像示意圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的流程圖；圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的自適應(yīng)窗口選取流程圖；圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的星體斷點(diǎn)判定流程圖；圖5a至圖5d分別為本發(fā)明一實(shí)施例的斷裂星體生長(zhǎng)所基于的結(jié)構(gòu)元素示意圖；圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的斷裂星體生長(zhǎng)流程圖；圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的質(zhì)心計(jì)算流程圖；圖8為本發(fā)明一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的裝置圖；圖9a至圖9d為本發(fā)明一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的效果示意圖。
具體實(shí)施例方式在高動(dòng)態(tài)條件下，可以針對(duì)星體選取自適應(yīng)窗口的大小及方向。在選定的窗口內(nèi) 首先進(jìn)行星體斷點(diǎn)判定，對(duì)斷裂的星體根據(jù)斷點(diǎn)相對(duì)位置選取結(jié)構(gòu)元素，利用主動(dòng)生長(zhǎng)的 方法進(jìn)行修補(bǔ)，以提高星體圖像定位精度。最后進(jìn)行質(zhì)心計(jì)算以實(shí)現(xiàn)星體分割。具體的實(shí) 現(xiàn)過(guò)程如圖2所示。參見(jiàn)圖2，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的流程圖，該流程包括以下 步驟步驟201 從上至下，從左至右掃描星空?qǐng)D像。步驟202:判斷當(dāng)前像素灰度是否大于預(yù)設(shè)的閾值，如果大于，進(jìn)入步驟203 ；否 則，進(jìn)入步驟209。步驟203 自適應(yīng)窗口選取。
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步驟204 從上至下，從左至右掃描選定窗口內(nèi)圖像。步驟205 星體斷點(diǎn)判定。步驟206:斷裂星體主動(dòng)生長(zhǎng)。步驟207 判斷是否掃描完整個(gè)窗口，如果是，進(jìn)入步驟209 ；否則，返回步驟204。步驟208:星體分割。步驟209 判斷是否掃描完整幅圖像，如果是，結(jié)束本流程；否則，返回步驟201。自適應(yīng)窗口選取的操作原理通常為根據(jù)星敏感器運(yùn)動(dòng)速度及星體拖影特點(diǎn)，選 擇窗口大小及方向，并且設(shè)定窗口內(nèi)有效像素?cái)?shù)范圍。在有效像素?cái)?shù)范圍中，有效像素?cái)?shù)上 限值的設(shè)定用以濾除如月光等的大面積噪聲，有效像素下限值的設(shè)定用以濾除孤立噪點(diǎn)。 其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程可以表示如下第一步計(jì)算窗口大小N ；N =P/FOV.V.T其中，P表示圖像傳感器每行有效像素?cái)?shù)；F0V表示星敏感器視場(chǎng)；v表示星敏感器載體運(yùn)動(dòng)速度；t表示曝光時(shí)間。第二步從上至下、從左至右掃描星空?qǐng)D像。第三步設(shè)當(dāng)前像素點(diǎn)坐標(biāo)為(X，y)，其灰度為f (X，y)。如果當(dāng)前像素灰度值大 于設(shè)定的灰度閾值T，則掃描以(x，y)，(x+N, y)，(x+N, y+N)，(x, y+N)為頂點(diǎn)的方形窗口區(qū)域，可以將該 方形窗口稱為右窗口。當(dāng)像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T時(shí)，則像素?cái)?shù)numr加1，直到整 個(gè)窗口掃描完畢，記錄numr。掃描以(x-N/2，y)，(x+N/2,y)，(x+N/2, y+N)，(x-N/2, y+N)為頂點(diǎn)的方形窗 口 區(qū) 域，可以將該方形窗口稱為中間窗口。當(dāng)像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則像素?cái)?shù)numm 加1，直到整個(gè)窗口掃描完畢，記錄numm。掃描以(x-N，y)，(x, y)，(x, y+N)，(x_N，y+N)為頂點(diǎn)的方形窗口區(qū)域，可以將該 方形窗口稱為左窗口。當(dāng)像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則像素?cái)?shù)numi加1，直到整個(gè) 窗口掃描完畢，記錄numl。比較上述三個(gè)窗口中大于灰度閾值T的像素個(gè)數(shù)(分別為numr，numm及numl)， 并記錄其最大值為nummax。如果nummax大于設(shè)定的有效像素?cái)?shù)下限值NUML，且小于設(shè)定 的有效像素?cái)?shù)上限值NUMH，則如果nummax = numl，則選取以(x，y)，(x+N, y)，(x+N, y+N)，(x, y+N)為頂點(diǎn)的右 窗口作為要處理的自適應(yīng)窗口；如果nummax = numm,則選取以(x-N/2, y)，(x+N/2, y)，(x+N/2, y+N)，(x-N/2, y+N) 為頂點(diǎn)的中間窗口作為要處理的自適應(yīng)窗口；如果nummax = numr,則選取以(x-N, y)，(x, y)，(x, y+N)，(x-N, y+N)為頂點(diǎn)的左 窗口作為要處理的自適應(yīng)窗口。當(dāng)然，如果當(dāng)前像素灰度值小于設(shè)定的灰度閾值T，或者NUMH > nummax > NUML的條件沒(méi)有得到滿足，那么直接結(jié)束自適應(yīng)窗口選取的流程。上述的自適應(yīng)窗口選取流程可以表示如圖3所示，參見(jiàn)圖3，圖3為本發(fā)明一實(shí)施 例的自適應(yīng)窗口選取流程圖，該流程包括以下步驟步驟310 計(jì)算窗口大小N。步驟320 從上至下，從左至右掃描左窗口內(nèi)圖像。步驟321 判斷當(dāng)前所掃描的像素灰度是否大于預(yù)設(shè)的閾值，如果大于，進(jìn)入步驟 322 ；否則，進(jìn)入步驟323。步驟322:像素?cái)?shù)加1。步驟323 判斷是否掃描完整個(gè)窗口，如果是，進(jìn)入步驟350 ；否則，返回步驟320。步驟330 從上至下，從左至右掃描中間窗口內(nèi)圖像。步驟331 判斷當(dāng)前所掃描的像素灰度是否大于預(yù)設(shè)的閾值，如果大于，進(jìn)入步驟 332 ；否則，進(jìn)入步驟333。步驟332:像素?cái)?shù)加1。步驟333 判斷是否掃描完整個(gè)窗口，如果是，進(jìn)入步驟350 ；否則，返回步驟330。步驟340 從上至下，從左至右掃描右窗口內(nèi)圖像。步驟341 判斷當(dāng)前所掃描的像素灰度是否大于預(yù)設(shè)的閾值，如果大于，進(jìn)入步驟 342 ；否則，進(jìn)入步驟343。步驟342:像素?cái)?shù)加1。步驟343 判斷是否掃描完整個(gè)窗口，如果是，進(jìn)入步驟350 ；否則，返回步驟340。步驟350 比較各窗口大于灰度閾值像素?cái)?shù)，求最大像素?cái)?shù)nummax。步驟351 :NUMH > nummax > NUML的條件是否得到滿足，如果滿足，進(jìn)入步驟352 ； 否則，結(jié)束本流程。步驟352 判斷左窗口中大于灰度閾值的像素?cái)?shù)是否為三個(gè)窗口中的最大值，如 果是，進(jìn)入步驟360 ；否則，進(jìn)入步驟353。步驟353 判斷右窗口中大于灰度閾值的像素?cái)?shù)是否為三個(gè)窗口中的最大值，如 果是，進(jìn)入步驟370 ；否則，進(jìn)入步驟354。步驟354 選取中間窗口作為自適應(yīng)窗口。步驟360 選取左窗口作為自適應(yīng)窗口。步驟370 選取右窗口作為自適應(yīng)窗口。針對(duì)斷裂星體進(jìn)行修補(bǔ)之前，首先需要進(jìn)行星體斷點(diǎn)判定。當(dāng)星體中的像素滿足 以下約束時(shí)，即可判定為斷點(diǎn)約束一當(dāng)前像素8連通域內(nèi)大于設(shè)定的灰度閾值T的像素?cái)?shù)目小于等于3 ；約束二當(dāng)前像素8連通域內(nèi)大于設(shè)定的灰度閾值T的像素橫、縱坐標(biāo)均位于該像 素的同一方向；約束三當(dāng)前像素的橫、縱坐標(biāo)值均非該星體圖像內(nèi)坐標(biāo)極值。星體斷點(diǎn)判定的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程可以表示如下第一步從左至右，從上至下掃描選定的自適應(yīng)窗口內(nèi)的圖像。第二步如果當(dāng)前所掃描的像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則掃描該像素8鄰 域內(nèi)像素。如果當(dāng)前像素8鄰域內(nèi)灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T的像素個(gè)數(shù)為0，則將當(dāng)前
10像素灰度清零。否則，判斷當(dāng)前像素8鄰域內(nèi)灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T的像素個(gè)數(shù)是 否大于3，如果大于3，結(jié)束本流程；否則，判斷當(dāng)前像素橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)是否為窗口內(nèi)有效 像素極值，只有當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，確定當(dāng)前像素為斷點(diǎn)，并存儲(chǔ)其坐標(biāo)值及像素灰度。上述的星體斷點(diǎn)判定流程可以表示如圖4所示，參見(jiàn)圖4，圖4為本發(fā)明一實(shí)施例 的星體斷點(diǎn)判定流程圖，該流程包括以下步驟步驟401 從上至下，從左至右掃描選定的自適應(yīng)窗口內(nèi)的圖像。步驟402 判斷當(dāng)前所掃描的像素灰度是否大于預(yù)設(shè)的閾值，如果是，進(jìn)入步驟 403 ；否則，結(jié)束本流程。步驟403 檢測(cè)8鄰域內(nèi)灰度大于預(yù)設(shè)閾值的像素個(gè)數(shù)n。步驟404 判斷n = 0的條件是否滿足，如果滿足，進(jìn)入步驟410 ；否則，進(jìn)入步驟
405。步驟405 判斷n > 3的條件是否滿足，如果滿足，結(jié)束本流程；否則，進(jìn)入步驟
406。 步驟406 判斷作為橫坐標(biāo)的x或作為縱坐標(biāo)的y是否為窗口內(nèi)極值，如果是，結(jié) 束本流程；否則，進(jìn)入步驟407。步驟407 判定為斷點(diǎn)，存儲(chǔ)當(dāng)前像素坐標(biāo)及灰度，結(jié)束本流程。步驟410 將當(dāng)前像素灰度值清零。接下來(lái)，可以采用主動(dòng)生長(zhǎng)的方法對(duì)斷裂星圖進(jìn)行修補(bǔ)，以提高星體圖像定位精 度。由于星體丟失的像素是與斷點(diǎn)相連的，并且斷裂的方向應(yīng)與星體拖影方向相一致，因此 可以利用相鄰斷點(diǎn)相對(duì)位置選取生長(zhǎng)操作的結(jié)構(gòu)元素，對(duì)斷裂星體進(jìn)行修補(bǔ)。上述的主動(dòng)生長(zhǎng)操作的結(jié)構(gòu)元素如圖5所示。具體而言，結(jié)構(gòu)元素中的X為結(jié)構(gòu) 元素的局部原點(diǎn)，可稱為代表點(diǎn)。圖像中對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)元素代表點(diǎn)的像素稱為當(dāng)前像素，而黑 色四方形實(shí)體則表示用于生長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)元素，其像素灰度值與掃描的圖像中的當(dāng)前像素灰度 值相同。其中，圖5a所示為結(jié)構(gòu)元素a，結(jié)構(gòu)元素a為代表點(diǎn)的右像素及右像素的下像素、 右下像素組成的結(jié)構(gòu)元素；圖5b所示為結(jié)構(gòu)元素b，結(jié)構(gòu)元素b為代表點(diǎn)的左像素及左像 素的下像素、左下像素組成的結(jié)構(gòu)元素；圖5c所示為結(jié)構(gòu)元素c，結(jié)構(gòu)元素c為代表點(diǎn)的右 像素及右像素的右像素、下像素、右下像素組成的結(jié)構(gòu)元素；圖5d所示為結(jié)構(gòu)元素d，結(jié)構(gòu) 元素d為代表點(diǎn)的下像素及下像素的右像素、下像素、右下像素組成的結(jié)構(gòu)元素。斷裂星體主動(dòng)生長(zhǎng)的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程可以表示如下第一步順序掃描斷點(diǎn)。第二步設(shè)當(dāng)前斷點(diǎn)坐標(biāo)為(xn，yn)，下一斷點(diǎn)坐標(biāo)為(xn+1，yn+1)。判斷當(dāng)前斷點(diǎn)與 下一斷點(diǎn)關(guān)系如果當(dāng)前斷點(diǎn)與下一斷點(diǎn)坐標(biāo)滿足xn+1 > xn且yn+1 > yn，則a、選取結(jié)構(gòu)元素a進(jìn)行生長(zhǎng)操作；b、將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)，即xn = xn+2, yn = yn+1 ；c、判斷斷點(diǎn)是否連接，在未連接的情況下重復(fù)第二步，直到斷點(diǎn)連接為止。如果當(dāng)前斷點(diǎn)與下一斷點(diǎn)坐標(biāo)滿足xn+1 < xn且yn+1 > yn，則a、選取結(jié)構(gòu)元素b進(jìn)行生長(zhǎng)操作；
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b、將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)，即xn = xn_2，yn = yn+1 ；c、判斷斷點(diǎn)是否連接，在未連接的情況下重復(fù)第二步，直到斷點(diǎn)連接為止。如果當(dāng)前斷點(diǎn)與下一斷點(diǎn)坐標(biāo)滿足xn+1 < xn且yn+1 = yn，則a、選取結(jié)構(gòu)元素c進(jìn)行生長(zhǎng)操作；b、將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)，即xn = xn+2, yn = yn ；c、判斷斷點(diǎn)是否連接，在未連接的情況下重復(fù)第二步，直到斷點(diǎn)連接為止。在均不符合以上判斷的情況下，a、選取結(jié)構(gòu)元素d進(jìn)行生長(zhǎng)操作；b、將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)，即xn = xn, yn = yn+2 ；c、判斷斷點(diǎn)是否連接，在未連接的情況下重復(fù)第二步，直到斷點(diǎn)連接為止。實(shí)現(xiàn)上述主動(dòng)生長(zhǎng)的過(guò)程可以表示如圖6所示。參見(jiàn)圖6，圖6為本發(fā)明一實(shí)施例 的斷裂星體生長(zhǎng)流程圖，該流程包括以下步驟步驟601 判斷xn+1 > xn以及yn+1 > yn的條件是否滿足，如果滿足，進(jìn)入步驟610 ； 否則，進(jìn)入步驟602。步驟602 判斷xn+1 < xn以及yn+1 > yn的條件是否滿足，如果滿足，進(jìn)入步驟620 ； 否則，進(jìn)入步驟603。步驟603 判斷xn+1 < xn以及yn+1 = yn的條件是否滿足，如果滿足，進(jìn)入步驟630 ； 否則，進(jìn)入步驟604。步驟604 選取結(jié)構(gòu)元素d進(jìn)行生長(zhǎng)操作。步驟605 將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)，即xn = xn, yn = yn+2。步驟606:判斷斷點(diǎn)是否連接，該判斷方式通常為判斷|xn+「xn|彡1以及 yn+1-ynl^ 1的條件是否滿足，如果滿足，結(jié)束本流程；否則，返回步驟601。步驟610 選取結(jié)構(gòu)元素a進(jìn)行生長(zhǎng)操作。步驟611 將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)，即xn = xn+2，yn = yn+1。結(jié)束本流 程。步驟620 選取結(jié)構(gòu)元素b進(jìn)行生長(zhǎng)操作。步驟621 將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)，即Xn = Xn_2，yn = yn+1。結(jié)束本流 程。步驟630 選取結(jié)構(gòu)元素c進(jìn)行生長(zhǎng)操作。步驟631 將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)，即xn = xn+2, yn = yn。結(jié)束本 流程。在完成斷裂星體主動(dòng)生長(zhǎng)之后，可以進(jìn)行質(zhì)心計(jì)算，總體計(jì)算原則為將選定的自適應(yīng)窗口內(nèi)大于設(shè)定的灰度閾值T的像素的灰度值和灰度與坐標(biāo)的 乘積進(jìn)行累加，將累加結(jié)果作為質(zhì)心計(jì)算數(shù)據(jù)輸出，即輸出當(dāng)前星體的E f(x, y)x,E f(x, y)y, E f (x, y)；之后，將當(dāng)前窗口內(nèi)像素灰度值全部清零，避免重復(fù)提取。質(zhì)心計(jì)算的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程可以表示如下第一步從左至右，從上至下掃描選定的自適應(yīng)窗口內(nèi)的圖像。第二步如果當(dāng)前像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則累加當(dāng)前像素的灰度值及灰度與坐標(biāo)的乘積。第三步將當(dāng)前像素灰度值清零。第四步判斷是否掃描完整個(gè)窗口，在掃描完的情況下記錄上述的累加值；否則， 重新執(zhí)行第一步，繼續(xù)掃描圖像，直到窗口內(nèi)的圖像掃描完畢。另外，當(dāng)前像素灰度值不大 于設(shè)定的灰度閾值T時(shí)，則直接進(jìn)行第四步的所述判斷操作。上述質(zhì)心計(jì)算過(guò)程可以表示如圖7所示。參見(jiàn)圖7，圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的質(zhì)心 計(jì)算流程圖，該流程包括以下步驟步驟701 從上至下，從左至右掃描窗口圖像。步驟702 判斷當(dāng)前所掃描的像素灰度是否大于預(yù)設(shè)的閾值，如果大于，進(jìn)入步驟 703 ；否則，進(jìn)入步驟705。步驟703 計(jì)算E f(x, y)x, E f(x, y)y, E f(x，y)。步驟704 將當(dāng)前像素灰度值清零。步驟705 判斷是否掃描完整個(gè)窗口，如果是，進(jìn)入步驟706 ；否則，返回步驟701。步驟706 記錄 E f (x, y)x, E f (x, y)y, E f(x，y)。由以上所述各流程可見(jiàn)，由于應(yīng)用自適應(yīng)窗口進(jìn)行星體目標(biāo)提取，并且利用主動(dòng) 生長(zhǎng)的方法對(duì)斷裂星體進(jìn)行修補(bǔ)，因此本發(fā)明實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的方法具有以下幾個(gè)優(yōu)占.1)可適應(yīng)星敏感器不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)星體目標(biāo)進(jìn)行有效提取；2)可在星體圖像出現(xiàn)斷裂情況下，進(jìn)行有效提?。?)對(duì)斷裂星體進(jìn)行生長(zhǎng)修補(bǔ)，有效提高了定位精度；4)可有效去除如月光等造成的大面積噪聲。為了保證上述流程的順利進(jìn)行，可以進(jìn)行如圖8所示的設(shè)置。參見(jiàn)圖8，圖8為本 發(fā)明一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的裝置圖，該裝置包括相連的自適應(yīng)窗口選取單元、星 體斷點(diǎn)判定單元、斷裂星體生長(zhǎng)單元、質(zhì)心計(jì)算單元。具體應(yīng)用時(shí)，自適應(yīng)窗口選取單元能夠針對(duì)星體選取自適應(yīng)窗口，確定窗口的大 小及方向，并將選取的自適應(yīng)窗口的信息通知給星體斷點(diǎn)判定單元。星體斷點(diǎn)判定單元根 據(jù)收到的自適應(yīng)窗口的信息，在自適應(yīng)窗口內(nèi)進(jìn)行星體斷點(diǎn)判定，并將判定結(jié)果通知給斷 裂星體生長(zhǎng)單元。斷裂星體生長(zhǎng)單元?jiǎng)t根據(jù)收到的判定結(jié)果以及斷點(diǎn)相對(duì)位置，選取結(jié)構(gòu) 元素對(duì)斷裂的星體應(yīng)用主動(dòng)生長(zhǎng)的方法進(jìn)行修補(bǔ)，并將完成斷裂星體生長(zhǎng)后的自適應(yīng)窗口 的信息通知給質(zhì)心計(jì)算單元，由質(zhì)心計(jì)算單元根據(jù)收到的自適應(yīng)窗口的信息進(jìn)行質(zhì)心計(jì)算 以實(shí)現(xiàn)星體分割。上述各功能單元所能實(shí)現(xiàn)的具體操作過(guò)程已在前述的流程圖中詳細(xì)描述，在此不 再贅述。在實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的效果可以由圖9獲知。參見(jiàn)圖9，圖9為本發(fā) 明一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的效果示意圖。圖9中，利用計(jì)算機(jī)仿真得到的2° /s動(dòng) 態(tài)條件下模擬星圖加入高斯噪聲及椒鹽噪聲后的圖像如圖8a所示，對(duì)其進(jìn)行濾波及閾值 分割處理后的圖像如圖8b所示。圖8c為圖8b中4號(hào)星體，圖8d為對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)后的圖 像。結(jié)合以下的表1(包含分別利用窗口法、連通域法及本發(fā)明方法進(jìn)行星體目標(biāo)提取后， 經(jīng)過(guò)質(zhì)心計(jì)算后得到的星體圖像定位結(jié)果)可以看出，在星體圖像完整的情況下，上述三種方法的分割結(jié)果相同，得到的星體定位結(jié)果相同(如2號(hào)星體及7號(hào)星體)；連通域法在 星體出現(xiàn)斷裂情況下不能進(jìn)行有效提?。挥捎诒緦?shí)施例利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生在簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)條件下 的模擬星圖，窗口法對(duì)星圖中的星體均能有效提取，但定位精度低于本發(fā)明方法。
表 1 綜上所述可見(jiàn)，無(wú)論是方法還是裝置，由于應(yīng)用自適應(yīng)窗口進(jìn)行星體目標(biāo)提取，并 且利用主動(dòng)生長(zhǎng)的方法對(duì)斷裂星體進(jìn)行修補(bǔ)，因此本發(fā)明實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的技術(shù)具有以 下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1)可適應(yīng)星敏感器不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)星體目標(biāo)進(jìn)行有效提??；2)可在星體圖像出現(xiàn)斷裂情況下，進(jìn)行有效提?。?)對(duì)斷裂星體進(jìn)行生長(zhǎng)修補(bǔ)，有效提高了定位精度；4)可有效去除如月光等造成的大面積噪聲。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種高動(dòng)態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的方法，其特征在于，該方法包括針對(duì)星體選取自適應(yīng)窗口，在選取的自適應(yīng)窗口內(nèi)進(jìn)行星體斷點(diǎn)判定，根據(jù)斷點(diǎn)判定結(jié)果對(duì)斷裂的星體進(jìn)行基于結(jié)構(gòu)元素的主動(dòng)生長(zhǎng)，針對(duì)完成星體主動(dòng)生長(zhǎng)的所述窗口進(jìn)行用于支持星體目標(biāo)提取的質(zhì)心計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述自適應(yīng)窗口的選取是根據(jù)星敏感器 運(yùn)動(dòng)速度及星體拖影特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的，并且在選擇自適應(yīng)窗口的大小及方向時(shí)設(shè)定窗口內(nèi)有效 像素?cái)?shù)范圍；在所述有效像素?cái)?shù)范圍中，有效像素?cái)?shù)上限值的設(shè)定用以濾除大面積噪聲，有效像素 下限值的設(shè)定用以濾除孤立噪點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述選取自適應(yīng)窗口的過(guò)程包括 第一步計(jì)算窗口大小N; 其中，P表示圖像傳感器每行有效像素?cái)?shù)； FOV表示星敏感器視場(chǎng)； ν表示星敏感器載體運(yùn)動(dòng)速度； t表示曝光時(shí)間；第二步從上至下、從左至右掃描星空?qǐng)D像；第三步設(shè)當(dāng)前像素點(diǎn)坐標(biāo)為0^，7)，其灰度為€0^，7)；如果當(dāng)前像素灰度值大于設(shè)定 的灰度閾值T，則掃描以(X，y)，(χ+Ν, y)，(x+N, y+N)，(χ, y+N)為頂點(diǎn)的方形窗口區(qū)域，該方形窗口稱 為右窗口 ；當(dāng)像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T時(shí)，則像素?cái)?shù)numr加1，直到整個(gè)窗口掃描 完畢，記錄numr ；掃描以(x-N/2，y)，(x+N/2, y)，(x+N/2, y+N)，(χ-Ν/2, y+N)為頂點(diǎn)的方形窗口區(qū)域， 該方形窗口稱為中間窗口 ；當(dāng)像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則像素?cái)?shù)numm加1，直到 整個(gè)窗口掃描完畢，記錄numm;掃描以(x-N, y)，(χ, y)，(χ, y+N)，(χ-Ν, y+N)為頂點(diǎn)的方形窗口區(qū)域，該方形窗口稱 為左窗口 ；當(dāng)像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則像素?cái)?shù)numl加1，直到整個(gè)窗口掃描完 畢，記錄numl ；比較上述三個(gè)窗口中大于灰度閾值T的像素個(gè)數(shù)(分別為numr，numm及numl)，并記 錄其最大值為nummax ；如果nummax大于設(shè)定的有效像素?cái)?shù)下限值NUML，且小于設(shè)定的有效 像素?cái)?shù)上限值NUMHJU :如果 nummax = numl，則選取以(x, y)，(x+N, y)，(x+N, y+N)，(χ, y+N)為頂點(diǎn)的右窗口 作為要處理的自適應(yīng)窗口；如果 nummax = numm,則選取以(x-N/2，y)，(x+N/2, y)，(x+N/2, y+N)，(χ-Ν/2，y+N)為 頂點(diǎn)的中間窗口作為要處理的自適應(yīng)窗口；如果 nummax = numr,則選取以(x_N，y)，(x, y)，(x, y+N)，(χ-Ν, y+N)為頂點(diǎn)的左窗 口 作為要處理的自適應(yīng)窗口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述星體斷點(diǎn)判定是基于以下約束實(shí)現(xiàn)的約束一當(dāng)前像素8連通域內(nèi)大于設(shè)定的灰度閾值T的像素?cái)?shù)目小于等于3 ； 約束二 當(dāng)前像素8連通域內(nèi)大于設(shè)定的灰度閾值T的像素橫、縱坐標(biāo)均位于該像素的 同一方向；約束三當(dāng)前像素的橫、縱坐標(biāo)值均非該星體圖像內(nèi)坐標(biāo)極值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述星體斷點(diǎn)判定的過(guò)程包括 第一步從左至右，從上至下掃描選定的自適應(yīng)窗口內(nèi)的圖像；第二步如果當(dāng)前所掃描的像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則掃描該像素8鄰域內(nèi) 像素；如果當(dāng)前像素8鄰域內(nèi)灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T的像素個(gè)數(shù)為0，則將當(dāng)前像素 灰度清零；否則，判斷當(dāng)前像素8鄰域內(nèi)灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T的像素個(gè)數(shù)是否大于 3，在判斷結(jié)果為不大于時(shí)判斷當(dāng)前像素橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)是否為窗口內(nèi)有效像素極值，只有 當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，確定當(dāng)前像素為斷點(diǎn)，并存儲(chǔ)其坐標(biāo)值及像素灰度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述主動(dòng)生長(zhǎng)是基于結(jié)構(gòu)元素 實(shí)現(xiàn)的，所述結(jié)構(gòu)元素包括結(jié)構(gòu)元素a、結(jié)構(gòu)元素b、結(jié)構(gòu)元素C、結(jié)構(gòu)元素d ；其中，結(jié)構(gòu)元素a為代表點(diǎn)的右像素及右像素的下像素、右下像素組成的結(jié)構(gòu)元素； 結(jié)構(gòu)元素b為代表點(diǎn)的左像素及左像素的下像素、左下像素組成的結(jié)構(gòu)元素； 結(jié)構(gòu)元素c為代表點(diǎn)的右像素及右像素的右像素、下像素、右下像素組成的結(jié)構(gòu)元素； 結(jié)構(gòu)元素d為代表點(diǎn)的下像素及下像素的右像素、下像素、右下像素組成的結(jié)構(gòu)元素。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述主動(dòng)生長(zhǎng)的過(guò)程包括 第一步順序掃描斷點(diǎn)；第二步設(shè)當(dāng)前斷點(diǎn)坐標(biāo)為(xn，yn)，下一斷點(diǎn)坐標(biāo)為(χη+1，yn+1)；判斷當(dāng)前斷點(diǎn)與下一 斷點(diǎn)關(guān)系如果當(dāng)前斷點(diǎn)與下一斷點(diǎn)坐標(biāo)滿足χη+1 > 1 且7 +1 > yn，則選取結(jié)構(gòu)元素a進(jìn)行生長(zhǎng) 操作；如果當(dāng)前斷點(diǎn)與下一斷點(diǎn)坐標(biāo)滿足χη+1 < 1 且7 +1 > yn，則選取結(jié)構(gòu)元素b進(jìn)行生長(zhǎng) 操作；如果當(dāng)前斷點(diǎn)與下一斷點(diǎn)坐標(biāo)滿足χη+1 < 1 且7 +1 = yn，則選取結(jié)構(gòu)元素c進(jìn)行生長(zhǎng) 操作；在均不符合以上判斷的情況下，選取結(jié)構(gòu)元素d進(jìn)行生長(zhǎng)操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于選取結(jié)構(gòu)元素a進(jìn)行生長(zhǎng)操作時(shí)，進(jìn)一步將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)； 選取結(jié)構(gòu)元素b進(jìn)行生長(zhǎng)操作時(shí)，進(jìn)一步將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)； 選取結(jié)構(gòu)元素c進(jìn)行生長(zhǎng)操作時(shí)，進(jìn)一步將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)； 選取結(jié)構(gòu)元素d進(jìn)行生長(zhǎng)操作時(shí)，進(jìn)一步將生長(zhǎng)后的端點(diǎn)坐標(biāo)值賦給當(dāng)前斷點(diǎn)； 進(jìn)行上述生長(zhǎng)操作時(shí)進(jìn)一步判斷斷點(diǎn)是否連接，在未連接的情況下重復(fù)生長(zhǎng)操作，直 到斷點(diǎn)連接為止。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述質(zhì)心計(jì)算的過(guò)程包括 第一步從左至右，從上至下掃描選定的自適應(yīng)窗口內(nèi)的圖像；第二步如果當(dāng)前像素灰度值大于設(shè)定的灰度閾值T，則累加當(dāng)前像素的灰度值及灰度與坐標(biāo)的乘積；第三步將當(dāng)前像素灰度值清零；第四步判斷是否掃描完整個(gè)窗口，在掃描完的情況下記錄上述的累加值；否則，重新 執(zhí)行第一步，繼續(xù)掃描圖像，直到窗口內(nèi)的圖像掃描完畢。
10. 一種實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的裝置，其特征在于，該裝置包括自適應(yīng)窗口選取單元、 星體斷點(diǎn)判定單元、斷裂星體生長(zhǎng)單元、質(zhì)心計(jì)算單元；其中，所述自適應(yīng)窗口選取單元，用于針對(duì)星體選取自適應(yīng)窗口，并將選取的自適應(yīng)窗口的 信息通知給所述星體斷點(diǎn)判定單元；所述星體斷點(diǎn)判定單元，用于根據(jù)收到的自適應(yīng)窗口的信息，在自適應(yīng)窗口內(nèi)進(jìn)行星 體斷點(diǎn)判定，并將判定結(jié)果通知給所述斷裂星體生長(zhǎng)單元；所述斷裂星體生長(zhǎng)單元，用于根據(jù)收到的判定結(jié)果以及斷點(diǎn)相對(duì)位置，選取結(jié)構(gòu)元素 對(duì)斷裂的星體應(yīng)用主動(dòng)生長(zhǎng)的方法進(jìn)行修補(bǔ)，并將完成斷裂星體生長(zhǎng)后的自適應(yīng)窗口的信 息通知給所述質(zhì)心計(jì)算單元；所述質(zhì)心計(jì)算單元，用于根據(jù)收到的自適應(yīng)窗口的信息進(jìn)行支持星體目標(biāo)提取的質(zhì)心 計(jì)算。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高動(dòng)態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)星體目標(biāo)提取的方法和裝置，均可針對(duì)星體選取自適應(yīng)窗口，在選取的自適應(yīng)窗口內(nèi)進(jìn)行星體斷點(diǎn)判定，根據(jù)斷點(diǎn)判定結(jié)果對(duì)斷裂的星體進(jìn)行基于結(jié)構(gòu)元素的主動(dòng)生長(zhǎng)，針對(duì)完成星體主動(dòng)生長(zhǎng)的所述窗口進(jìn)行用于支持星體目標(biāo)提取的質(zhì)心計(jì)算。由于應(yīng)用自適應(yīng)窗口進(jìn)行星體目標(biāo)提取，并且利用主動(dòng)生長(zhǎng)的方法對(duì)斷裂星體進(jìn)行修補(bǔ)，因此本發(fā)明方法和裝置可適應(yīng)星敏感器不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)星體目標(biāo)進(jìn)行有效提??；可在星體圖像出現(xiàn)斷裂情況下，進(jìn)行有效提??；可對(duì)斷裂星體進(jìn)行生長(zhǎng)修補(bǔ)，有效提高了定位精度；可有效去除如月光等造成的大面積噪聲。
文檔編號(hào)G01C21/24GK101852616SQ20101016550
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者張廣軍, 樊巧云, 江潔, 金雁, 魏新國(guó) 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)