星敏感器抗杂光背景滤波图像处理方法研究.pdf

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1、26上海AEROSPACE航天SHANGHAl第33卷2016年第4期文章编号：1006—1630(2016)04—0026—06星敏感器抗杂光背景滤波图像处理方法研究余路伟1’2，毛晓楠112，金荷1、2，胡雄超1、2，吴永康1’2(1．中国航天科技集团公司红外探测技术研发中心，上海201109；2．上海航天控制技术研究所，上海201109)摘要：为提高星敏感器抗杂光干扰性能，提出了一种称为背景滤波的全帧型星图处理算法。根据星点和背景不同特征，对背景估计法进行了改进：设定模板尺寸为7×7像素，用模板边缘像素的均值作为中心点的背景估值；将目

2、标点本身引入背景估计，增加目标点权重以抑制背景的残留；设定一较小的固定闽值以分割星点与虚警点，并采用单双点去噪。给出了适宜FPGA并行处理的算法流程。对不同噪声水平下受杂光干扰的星图的处理结果表明：与分块阈值法和高通滤波法相比，背景滤波算法的抗杂光能力更强，虚警率低，星点提取率高，运算简单，便于FPGA实现，有无杂光干扰时的适应性好。关键词：星敏感器；星点提取；抗杂光；图像处理；背景滤波；背景估计；掩模；虚警率中图分类号：V448．2；TP391．41文献标志码：ADOI：10。19328／j．enki，1006—1630．2016．04．

3、005StudyOHImageProcessMethodofStarTrackerforStrayLightsResistanceFilteringBasedOilBackgroundYULu—weil～，MAOXiao—nanl～，JINHel～，HUXiong—cha01一，WUYong—kan91’2(1．ResearchandDevelopmentCenterofInfraredDetectionTechnology，CASC，Shanghai201109，China2．ShanghaiInstituteofSpaceflightC

4、ontrolTechnology，Shanghai201109，China)Abstract：Inordertoimprovestraylightsresistanceofstartracker，aglobalfilteringimageprocessmethodwhichwasnamedbackground—filterwasproposedinthispaper．Accordingtofeaturesofstarandbackground，thebackground—filteralgorithmwasimproved．Themaskw

5、assetwith7x7pixel．Themeanpixetvalueattheedgeofthemaskwasservedasthevalueofbackgroundestimation．Theweightsofthestarwereaddedtorestrainbackgroundatpositionsfarawayfromthecenterofmask．Asmallthresholdvaluewassettosegmentthestarandfalsealarmpointandsingle／doublenoisefilterwasal

6、soapplied．ThealgorithmflowchartfittingforparallelprocessinFPGAwasdesigned．Thesimulationsresultsbasedonstarimageswithstraylightsonkindsofnoiselevelsshowedthattheimprovedbackgroundfilterhadbetterstraylightsresistance，loweralarmratioandhigherstardetectionratiothaneitherblockt

7、hresholdmethodorhigh—passfiltermethod，andthealgorithmproposedw3ssimpleandadaptivetoberealizedbyFPGAaswellasfittedtobothstraylightsandnostraylights．Keywords：Startracker；Stardetection；Straylightsresistance；Imageprocess；Background—filter；Backgroundestimation；Mask；Alarmratio0引

8、言星敏感器(简称星敏)具高精度、高可靠和长寿命特点，已成为卫星平台姿轨控系统的核心测量部件，在空间飞行任务中具有十分重要的作用‘1I。作为光学敏感器，抗杂光干扰成为影响星敏性能的