[发明专利]一种基于余数系统的光斑图像处理方法、系统及计算机存储介质

说明书

本发明提出了一种基于余数系统的光斑图像处理方法、系统及计算机存储介质。所述方法为使用光斑图像数据在二进制数值系统下进行光斑图像处理，选择余数基；设计前向转换模块、模运算模块、后向转换模块；计算当前光斑的非均匀校正系数；将非均匀校正系数、原始光斑图像数据转换为对应的余数表示形式后进行余数乘法得到校正后的光斑图像数据；根据得到的光斑图像数据，使用余数运算模块计算光斑图像的质心坐标；将得到的光斑图像质心坐标转换为二进制数值，得到二进制数值系统下的光斑质心坐标。该方法处理速度快，精度高，能更好的保持卫星激光通信链路的链接。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体地，涉及一种适用于航天器的基于余数系统的光斑图像处理方法、系统及计算机存储介质。

背景技术

卫星激光通信链路的构建依赖于两卫星间光通信终端间持续的对准，这给卫星光通信终端的瞄准、捕获、跟踪系统提出了苛刻的要求。捕获是建立和恢复光通信链路的前提，同时光通信链路的保持又需要实现高精度、高速稳定的跟踪。想要实现高精度、高速稳定的跟踪就需要高效和高精度的图像处理算法，因此对高效的光斑图像处理方法的需求愈渐强烈。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于余数系统的光斑图像处理方法、系统及计算机存储介质。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于余数系统的光斑图像处理方法，包括以下步骤：

S1，使用光斑图像数据在二进制数值系统下进行光斑图像处理，根据处理过程中最大数据动态范围M选择余数基，使余数基的乘积大于所述最大数据动态范围M；

S2，根据所选择余数基设计前向转换模块、模运算模块，根据中国余数定理设计后向转换模块；

S3，计算当前光斑的非均匀校正系数；

S4，将非均匀校正系数通过所述前向转换模块转换为对应的余数表示形式；

S5，将原始光斑图像数据通过前向转换模块转换为对应的余数表示形式；

S6，根据余数表示形式的非均匀校正系数和光斑图像数据使用所述模运算模块计算得到校正后的光斑图像数据；

S7，根据步骤S6中得到的光斑图像数据，使用所述模运算模块计算光斑图像的质心坐标；

S8，将得到的余数系统下的光斑图像质心坐标通过所述后向转换模块转换为二进制数值，得到二进制数值系统下的光斑质心坐标。

该方法由于采用了余数系统，对光斑图像处理中的非均匀校正和质心计算等大量乘加运算进行了优化。光斑图像处理中涉及的运算模块大多都在FPGA中实现，在FPGA中实现基于余数系统的光斑图像处理，相较于传统的二进制数值系统下实现光斑图像处理可以节省更多的资源，且能够更快的计算得到光斑质心，更好的保持卫星激光通信链路的链接。

该光斑图像处理方法的优选方案：所述步骤S3中非均匀校正系数的计算公式为：

非均匀校正系数非均匀校正系数其中，为用强度为L₁的均匀光照射传感器获得该光斑图像的平均响应值，为用强度为L₁的均匀光照射传感器获得该光斑图像的每个象元的响应值，为用强度为L₂的均匀光照射传感器获得该光斑图像的平均响应值，为用强度为L₂的均匀光照射传感器获得该光斑图像的每个象元的响应值。这能快速得到非均匀校正系数。

该光斑图像处理方法的优选方案：所述步骤S6中非均匀校正计算公式为：Y(i)_new＝Y(i)×G_i+O_i,其中G_i和O_i为非均匀校正系数，Y(i)为原始光斑图像数据，Y(i)_new为校正后的光斑图像数据。