一种全帧CCD图像处理方法

摘要

本发明涉及一种全帧CCD图像处理方法，该方法能够消除全帧CCD在读出过程中仍处于露光而带来的图像中星象产生的脱尾现象，该方法包括以下几个工作步骤：步骤1图像采集系统采集空间碎片及背景恒星的全帧CCD图像；步骤2全帧CCD图像背景估计；步骤3全帧CCD图像读出模式建模分析；步骤4全帧CCD图像脱尾定量的分析；步骤5全帧CCD图像脱尾消除。该方法的实际处理效果好，能够广泛地应用到科研及工程领域中。

说明书

技术领域

本发明是涉及图像处理技术领域，具体涉及一种全帧CCD图像的处理方法，它能够消除基于全帧读出CCD的图像中星象脱尾现象。

背景技术

在科研、军事等许多领域，都需要对空间碎片进行监视，从而给出空间碎片的每一个瞬间在天空中的位置及其变化，确定空间碎片的运行轨道，从而获取空间碎片精确的信息。

CCD的发明，替代了传统的照相观测，成为了空间碎片监视的有效手段之一，尤其对中高轨道的空间碎片。对于CCD来说，通常由三种读出方式：全帧读出、行间转移读出及帧转移读出方式。由于全帧CCD具有靶面大优点，在空间碎片监视中得到了较为广泛的应用。由于全帧CCD在读出的过程中，CCD仍然处于露光状态，所以一般和机械快门或者电子快门配合使用，才能消除图像在读出过程中产生脱尾现象。但是由于机械快门具有弱点寿命较短的弱点(通常只有10万次左右)，以及电子快门会降低光系统透过率的弱点，使得全帧CCD无法在空间碎片监视中的得到广泛应用。

发明内容

针对使用全帧CCD，而不使用快门的空间碎片测量系统，本发明提供一种图像处理方法，该方法能够消除全帧CCD在读出过程中仍处于露光而带来的图像中星象产生的脱尾现象，并且能够保证在消除全帧CCD图像中星象脱尾的同时而基本上不会给全帧CCD图像中的星象带来影响，从而不影响在CCD图像上星象的灰度质心精度，从而能够保证空间碎片的测角精度。

完成上述发明任务的技术方案是：一种全帧CCD图像处理方法，包括以下几个工作步骤：

步骤1图像采集系统采集空间碎片及背景恒星的全帧CCD图像；

步骤2全帧CCD图像背景估计；

步骤3全帧CCD图像读出模式建模分析；

步骤4全帧CCD图像脱尾定量的分析；

步骤5全帧CCD图像脱尾消除。

上述技术方案中，通过步骤1先输入没有使用快门的全帧CCD图像，再依次采用上述的四个步骤，最后得到消除了脱尾现象的图像，提供给星象检测使用。更优化和更具体描述以上各步骤如下：

步骤1图像采集系统采集空间碎片及背景恒星的全帧CCD图像

在空间碎片测量系统处于静止状态时，图像采集系统进行全帧CCD图像的采集。它的工作流程是控制全帧CCD，按照给定的曝光时间，按照全帧CCD的图像读出频率，将采集的空间碎片及背景恒星的全帧CCD图像传输道计算机内存指定的缓冲区，图像采集结束。

步骤2全帧CCD图像读出模式建模分析

对全帧CCD图像进行综合分析，建立全帧CCD图像读出模式的数学模型，以用于计算全帧读出模式对星象脱尾的影响大小。

步骤3全帧CCD图像背景估计

对全帧CCD图像进行综合分析，建立全帧CCD图像背景估计的数学模型，以用于全帧CCD图像的背景估计。

步骤4全帧CCD图像星象脱尾定量的分析

按照全帧CCD图像读出模式的建模分析结果，输入原始的全帧CCD图像，计算分析全帧读出模式给星象脱尾带来的影响，给出星象脱尾量的定量分析结果。

步骤5全帧CCD图像星象脱尾消除

输入原始的全帧CCD图像，全帧CCD图像的背景估计结果，以及全帧CCD图像脱尾定量的分析结果，采用星象脱尾消除算法，消除原始的全帧CCD图像中的星象脱尾，使得输出的图像中星象基本上没有脱尾现象。

计算机系统根据上述输入数据，给出了全帧CCD图像的处理结果，可以提供给动星象的检测过程使用，并可以通过显示系统显示出来，以及存储在计算机系统的存储介质中。

本发明提供了一种空间碎片测量系统在静止状态下的采集的全帧CCD图像的处理方法。其能够消除全帧CCD在读出过程中仍处于露光而带来的图像中星象产生的脱尾现象，并且此方法能够保证在消除全帧CCD图像中星象脱尾的同时而基本上不会给全帧CCD图像中的星象的灰度质心精度带来影响，从而能够保证空间碎片的测角精度。该方法的实际处理效果好，能够广泛地应用到科研、及工程领域中。

附图说明

图1为本发明实施例1的流程框图

具体实施方式

实施例1

下面结合附图和实施例做进一步说明。

如图1所示，一种全帧CCD图像处理方法，该方法包括以下几个工作步骤：

步骤1图像采集系统采集空间碎片及背景恒星的全帧CCD图像

在空间碎片测量系统处于静止状态时，图像采集系统进行全帧CCD图像的采集。它的工作流程是控制全帧CCD，按照给定的曝光时间，按照全帧CCD的图像读出频率，将采集的空间碎片及背景恒星的全帧CCD图像传输道计算机内存指定的缓冲区，图像采集结束。

步骤2全帧CCD图像读出模式建模分析

对全帧CCD图像进行综合分析，建立全帧CCD图像读出模式的数学模型，以用于计算全帧读出模式对星象脱尾的影响大小。

步骤3全帧CCD图像背景估计

对全帧CCD图像进行综合分析，建立全帧CCD图像背景估计的数学模型，以用于全帧CCD图像的背景估计。

步骤4全帧CCD图像星象脱尾定量的分析

按照全帧CCD图像读出模式的建模分析结果，输入原始的全帧CCD图像，计算分析全帧读出模式给星象脱尾带来的影响，给出星象脱尾量的定量分析结果。

步骤5全帧CCD图像星象脱尾消除

输入原始的全帧CCD图像，全帧CCD图像的背景估计结果，以及全帧CCD图像脱尾定量的分析结果，采用星象脱尾消除算法，消除原始的全帧CCD图像中的星象脱尾，使得输出的图像中星象基本上没有脱尾现象。

计算机系统根据上述输入数据，给出了全帧CCD图像的处理结果，可以提供给动星象的检测过程使用，并可以通过显示系统显示出来，以及存储在计算机系统的存储介质中。