基于探测器像素响应频谱获取的PSF相对质心计算方法技术

本发明专利技术涉及一种基于探测器像素响应频谱获取的PSF相对质心计算方法，包括：利用四步相移法获得阵列探测器中每个像素响应函数的空间频谱，然后利用所得到的像素响应函数的空间频谱实现参考图PSF的重采样，进而通过拟合得到参考图PSF与目标图PSF的相对质心的最优估计。本发明专利技术的方法充分考虑到阵列探测器的像素响应函数对质心定位的影响，由于基于像素响应函数频谱对PSF进行精确重建，避免了PSF绝对质心的解算，能够大幅度提高质心定位精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天文学和空间
，特别涉及一种基于探测器像素响应频谱获取的PSF(点扩散函数)相对质心计算方法。
技术介绍
图像传感器的像素响应函数(PRF)一般通过将一个聚焦之后的光斑在图像传感器的像素感光面扫描得到。利用光斑聚焦到感光面上进行扫描，我们可以得到光斑位于像素内部不同位置的响应输出，从而得到像素响应的二维分布。对于高精度的质心定位来说，图像传感器的像素响应函数的二维分布是非常重要的。成像系统的点源响应被定义为点扩散函数(PSF)。如果图像传感器的像素响应函数已知，那么我们可以通过将图像传感器的像素响应函数与观测点扩散函数卷积获得精确的点源位置。这种方法被用于2009年3月份发射升空的Kepler空间望远镜。Kepler空间望远镜将标定的像素响应函数用于望远镜姿态的精确确定和焦平面目标的跟踪。在国际空间探测和天文
，众多的空间天文卫星项目将图像传感器的像素响应函数的测量和标定作为卫星项目的关键技术，比如，HST，Kepler，JASMINE，Euclid等等。随着探测技术和天文技术的发展，改进星点像质心定位方法以提高质心定位精度变得越来越重要。对于高精度的光度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于探测器像素响应频谱获取的PSF相对质心计算方法，包括：利用四步相移法获得阵列探测器中每个像素响应函数的空间频谱，然后利用所得到的像素响应函数的空间频谱实现参考图PSF的重采样，进而通过拟合得到参考图PSF与目标图PSF的相对质心的最优估计。

【技术特征摘要】
1.一种基于探测器像素响应频谱获取的PSF相对质心计算方法，包括：利用四步相移法获得阵列探测器中每个像素响应函数的空间频谱，然后利用所得到的像素响应函数的空间频谱实现参考图PSF的重采样，进而通过拟合得到参考图PSF与目标图PSF的相对质心的最优估计。2.根据权利要求1所述的基于探测器像素响应频谱获取的PSF相对质心计算方法，其特征在于，该方法具体包括：步骤1)、利用阵列探测器采集一幅星图，所述星图中的星点像需满足奈奎斯特采样定理；步骤2)、对步骤1)获得的星图进行预处理，所述预处理包括暗场改正、本底改正和平场改正，获得预处理之后的星图；步骤3)、在步骤2)所得到的经过预处理的星图中，计算每颗星点像PSF灰度值峰值像素坐标，并以峰值所在像素为中心选择一个矩形区域，所述矩形区域包括星点像PSF绝大部分能量；步骤4)、对阵列探测器进行四步相移正弦条纹照明，计算阵列探测器的像素响应函数的空间频谱；步骤5)、从步骤3)得到的已为星点像选择矩形区域的星图中任意选取两颗星，将其中一个星点像PSF作为参考图，另一幅星点像PSF作为目标图；然后利用步骤4)得到的像素响应函数的空间频谱和参考图的强度分布获得参考图的原始图像频谱；接着利用傅里叶平移定理对参考图的原始图像频谱图在频域空间做相移，并在步骤3)得到的目标图的矩形区域内对经过相移的参考图进行重采样；步骤6)、对相移后重采样的参考图PSF与目标图PSF进行匹配，计算其残差，最终获得参考图PSF与目标图PSF之间的质心间距。3.根据权利要求2所述的基于探测器像素响应频谱获取的PSF相对质心计算方法，其特征在于，所述矩形区域的大小由探测器的信噪比和质心定位精度的需求共同决定：在PSF信号强度一定的情况下，噪声越大取得范围越小，噪声越小，取得范围越大；质心定位精度要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海涛，李保权，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11