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剪切波变换在星点提取中的应用

李杰 郭盼 王春哲

李杰, 郭盼, 王春哲. 剪切波变换在星点提取中的应用[J]. 中国光学, 2015, 8(3): 386-393. doi: 10.3788/CO.20150803.0386
引用本文: 李杰, 郭盼, 王春哲. 剪切波变换在星点提取中的应用[J]. 中国光学, 2015, 8(3): 386-393. doi: 10.3788/CO.20150803.0386
LI Jie, GUO Pan, WANG Chun-zhe. Application of shearlet transform in the star extraction[J]. Chinese Optics, 2015, 8(3): 386-393. doi: 10.3788/CO.20150803.0386
Citation: LI Jie, GUO Pan, WANG Chun-zhe. Application of shearlet transform in the star extraction[J]. Chinese Optics, 2015, 8(3): 386-393. doi: 10.3788/CO.20150803.0386

剪切波变换在星点提取中的应用

doi: 10.3788/CO.20150803.0386
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(No.61405191);吉林省科技厅自然基金资助项目(No.201215107);吉林省教育厅科研资助项目(No.2013264)
详细信息
    通讯作者:

    李 杰(1969-),女,吉林白山人,博士,教授,硕士生导师,2000年于吉林大学获得硕士学位,2005年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,主要从事数字图像传感器技术和图像处理技术研究。E-mail:leejie1994y@126.com

    郭 盼(1989-),女,吉林九台人,硕士研究生,2012年于长春大学获得学士学位,主要从事图像处理方面的研究。E-mail:963902263@qq.com

    王春哲(1989-),男,吉林松原人,硕士研究生,2012年于长春大学获得学士学位,主要从事图像处理方面的研究。E-mail:wangchunzhe163@sina.com

  • 中图分类号: TP391.41

Application of shearlet transform in the star extraction

  • 摘要: 为了实现高精度和高准确性的星图识别和姿态确定,本文对星点提取算法进行了研究,将剪切波变换应用到星点提取技术中。首先,通过利用剪切波变换对星图进行分解,得到不同尺度、不同方向的系数;然后,对剪切系数进行阈值处理并重构得到去噪后的星图,再对重构星图进行顶帽变换和自适应阈值处理,完成星图滤波;最后,通过质心误差补偿法提取星点的坐标,有效地完成星点提取。实验结果表明,采用剪切波变换的星图滤波对噪声去除非常有效;质心误差补偿法的误差在0.003左右,明显优于传统的质心法,基本满足星敏感器的精度高和抗干扰能力强等要求。
  • 图  1  剪切波变换频域剖分及支撑基的对比

    Figure  1.  Tiling of the frequency plane induced by Shearlet and the comparison of frequency support

    图  2  模拟星图和添加噪声星图及三维图

    Figure  2.  Star image and 3D image of simulation and Gauss noise

    图  3  传统小波去噪和Shearlet去噪星图对比(σ=0.01)

    Figure  3.  Comparison of Star image with wavelets denoising and Shearle denoising t(Gauss noise of σ=0.01)

    图  4  传统小波去噪和Shearlet去噪星图对比(σ=0.1)

    Figure  4.  Comparison of Star image with wavelets denoising and Shearle denoising t(Gauss noise of σ=0.1)

    图  5  σ=0.01高斯噪声重构星图进行顶帽变换和阈值处理后星图

    Figure  5.  Images after Top-hat transform and threshold processing of reconstruction image with Gauss noise of σ=0.01

    图  6  σ=0.1高斯噪声重构星图进行顶帽变换和阈值处理后星图

    Figure  6.  Images after Top-hat transform and threshold processing of reconstruction image with Gauss noise of σ=0.1

    图  7  系统误差与质心位置的关系曲线

    Figure  7.  Images after Top-hat transform and threshold processing

    表  1  模拟星点坐标

    Table  1.   Star simulation coordinates

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    表  2  星图去噪前后的MSE对比

    Table  2.   Comparison of MSE values of star images before and after denoising

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    表  3  顶帽变换和阈值处理前后星图的MSE对比

    Table  3.   Comparison of MSE values of the images before and after Top-hat transform and threshold processing

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    表  4  对含σ=0.01高斯噪声的星图质心提取结果

    Table  4.   Results of the star image centroid extraction with σ=0.01 Gaussian noise

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    表  5  对含σ=0.1高斯噪声的星图质心提取结果

    Table  5.   Results of the star image centroid extraction with σ=0.1 Gaussian noise

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-11
  • 录用日期:  2015-02-13
  • 刊出日期:  2015-01-25

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