一种用于图像光斑质心的处理系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于图像光斑质心的处理系统及其方法，相机接口分别与控制芯片、图像行列计算模块、图像滤波模块、图像自适应阈值模块通信连接，图像行列计算模块、图像自适应阈值模块均与图像滤波模块通信连接，图像滤波模块与一图像光斑质心计算模块通信连接，图像光斑质心计算模块与一卡曼尔滤波器通信连接，卡曼尔滤波器分别与低频脱靶量模块、相机动态开窗口模块通信连接，相机动态开窗口模块与高频脱靶量模块通信连接。实现了光斑图像中低频脱靶量与高频脱靶量的有效分离，是高精度光斑质心计算的基础，采用一个CCD芯片完成低频脱靶量与高频脱靶量的分离，能有效减小了空间光通信系统的体积与功耗，从而促进空间激光通信系统快速发展。

A processing system and method for image spot centroid

The invention discloses a system for processing image centroid method and camera interface are respectively connected with the control chip, image procession calculation module, image filtering module, image adaptive threshold image communication module connected to the ranks of calculation module, adaptive threshold image module and image filtering module communication connection, image filtering module and a spot image centroid calculation module of the communication connection, the image centroid calculation module is connected with a Kamaner filter communication, Kamaner filter and low frequency miss distance module, camera dynamic window module communication connection, camera dynamic windowing module and communication module connected with high frequency of miss distance. To achieve an effective separation of low frequency and high frequency spot image in the miss of miss distance, is the basis of high precision centroid calculation, low frequency and high frequency separation miss miss distance using a CCD chip, can effectively reduce the volume and power consumption of space optical communication system, so as to promote the rapid development of space laser communication system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于图像光斑质心的处理系统及其方法
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种空间激光通中光斑图像质心的处理系统及处理方法。
技术介绍
激光通信系统以激光作为信息载体，激光的高度相干性和空间定向性,决定了空间激光通信与RF通信相比在许多方面优势明显：抗干扰能力强、安全性好、设备体积小、重量轻、频谱不受管制、功耗低、系统机动性强、造价低、透明传输协议等。但是当使用CCD相机进行信标光斑接收时，由于受到平台振动影响，在接收到的光斑中包含有高频信息与低频信息两个部分。目前的处理方法是使用两个CCD相机分别接收信标光，一个CCD相机处理高频信息，一个CCD处理低频信息，此法方法的缺点是需要使用两个信标光及两个CCD相机进行分别接收光斑，增加了整个光通信系统的体积、功耗等。使用一个CCD相机完成信标光斑，通过算法处理后将光斑的高频分量与低频分量剥离出来，目前这种方法还没有报道。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于图像光斑质心的处理系统及其方法，以减小空间光通信系统的体积与功耗。为解决上述技术问题，本专利技术方案包括：一种用于图像光斑质心的处理系统，其包括相机接口，相机接口与一控制芯片通信连接，其中，相机接口还分别与图像行列计算模块、图像滤波模块、图像自适应阈值模块通信连接，图像行列计算模块、图像自适应阈值模块均与图像滤波模块通信连接，图像滤波模块与一图像光斑质心计算模块通信连接，图像光斑质心计算模块与一卡曼尔滤波器通信连接，卡曼尔滤波器分别与低频脱靶量模块、相机动态开窗口模块通信连接，相机动态开窗口模块与高频脱靶量模块通信连接。所述的处理系统，其中，上述控制芯片为CCD芯片。一种使用上述处理系统进行图像光斑质心处理的方法，其包括以下步骤：A、CCD芯片接收激光光斑图像，激光光斑再经过相机接口后传输至图像行列计算模块，图像行列计算模块对该激光光斑完成所有像素灰度值大小计算与记录；同步的激光光斑经过相机接口后传输至图像滤波模块中，图像滤波模块对该激光光斑完成光斑图像滤波；激光光斑经过相机接口后传输至图像自适应阈值模块中，图像自适应阈值模块对该激光光斑完成所有像素灰度的均值计算，并将计算结果作为下一帧图像的阈值；B、当CCD芯片接收到完整的一帧图像后，图像光斑质心计算模块得到该光斑位置坐标；C、该光斑位置坐标自图像光斑质心计算模块传输至卡尔曼滤波器，卡尔曼滤波器得到该光斑位置坐标的运动趋势；将卡尔曼滤波器的输出结果传输至低频脱靶量模块，经过低频脱靶量模块进行数据处理后得到该光斑的低频分量；D、依据卡尔曼滤波器的输出结果CCD芯片通过相机动态开窗口模块进行开窗口操作，得到相机动态开窗口数据，将相机动态开窗口数据的输出结果传输至高频脱靶量模块中，经过高频脱靶量模块数据处理后得到光斑的高频分量。本专利技术提供的一种用于图像光斑质心的处理系统及其方法，实现了光斑图像中低频脱靶量与高频脱靶量的有效分离，是高精度光斑质心计算的基础，采用一个CCD芯片完成低频脱靶量与高频脱靶量的分离，能有效减小了空间光通信系统的体积与功耗，从而促进空间激光通信系统快速发展。附图说明图1为本专利技术中处理系统的示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种用于图像光斑质心的处理系统及其方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种用于图像光斑质心的处理系统，如图1所示的，其包括相机接口2，相机接口2与一控制芯片1通信连接，其中，相机接口2还分别与图像行列计算模块3、图像滤波模块4、图像自适应阈值模块5通信连接，图像行列计算模块3、图像自适应阈值模块5均与图像滤波模块4通信连接，图像滤波模块4与一图像光斑质心计算模块6通信连接，图像光斑质心计算模块6与一卡曼尔滤波器7通信连接，卡曼尔滤波器7分别与低频脱靶量模块9、相机动态开窗口模块8通信连接，相机动态开窗口模块8与高频脱靶量模块10通信连接。当然更为优选的是控制芯片1一般采用CCD芯片的技术形式。同时，本专利技术还提供了一种使用上述处理系统进行图像光斑质心处理的方法，其包括以下步骤：步骤一：CCD芯片接收激光光斑图像，激光光斑再经过相机接口2后传输至图像行列计算模块3，图像行列计算模块3对该激光光斑完成所有像素灰度值大小计算与记录；同步的激光光斑经过相机接口2后传输至图像滤波模块4中，图像滤波模块4对该激光光斑完成光斑图像滤波；激光光斑经过相机接口2后传输至图像自适应阈值模块5中，图像自适应阈值模块5对该激光光斑完成所有像素灰度的均值计算，并将计算结果作为下一帧图像的阈值；步骤二：当CCD芯片接收到完整的一帧图像后，图像光斑质心计算模块6得到该光斑位置坐标；步骤三：该光斑位置坐标自图像光斑质心计算模块6传输至卡尔曼滤波器7，卡尔曼滤波器7得到该光斑位置坐标的运动趋势；将卡尔曼滤波器7的输出结果传输至低频脱靶量模块9，经过低频脱靶量模块9进行数据处理后得到该光斑的低频分量；步骤四：依据卡尔曼滤波器7的输出结果CCD芯片通过相机动态开窗口模块8进行开窗口操作，得到相机动态开窗口数据，将相机动态开窗口数据的输出结果传输至高频脱靶量模块10中，经过高频脱靶量模块10数据处理后得到光斑的高频分量。从而实现了采用一个CCD芯片完成低频脱靶量与高频脱靶量分离的目的，进而有效减小了空间光通信系统的体积与功耗。当然，以上说明仅仅为本专利技术的较佳实施例，本专利技术并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本专利技术的保护。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于图像光斑质心的处理系统，其包括相机接口，相机接口与一控制芯片通信连接，其特征在于，相机接口还分别与图像行列计算模块、图像滤波模块、图像自适应阈值模块通信连接，图像行列计算模块、图像自适应阈值模块均与图像滤波模块通信连接，图像滤波模块与一图像光斑质心计算模块通信连接，图像光斑质心计算模块与一卡曼尔滤波器通信连接，卡曼尔滤波器分别与低频脱靶量模块、相机动态开窗口模块通信连接，相机动态开窗口模块与高频脱靶量模块通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于图像光斑质心的处理系统，其包括相机接口，相机接口与一控制芯片通信连接，其特征在于，相机接口还分别与图像行列计算模块、图像滤波模块、图像自适应阈值模块通信连接，图像行列计算模块、图像自适应阈值模块均与图像滤波模块通信连接，图像滤波模块与一图像光斑质心计算模块通信连接，图像光斑质心计算模块与一卡曼尔滤波器通信连接，卡曼尔滤波器分别与低频脱靶量模块、相机动态开窗口模块通信连接，相机动态开窗口模块与高频脱靶量模块通信连接。2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，上述控制芯片为CCD芯片。3.一种使用如权利要求1所述处理系统进行图像光斑质心处理的方法，其包括以下步骤：A、CCD芯片接收激光光斑图像，激光光斑再经过相机接口后传输至图像行列计算模块，图像行列计算模块对该激光光斑完成所有像素灰度值大小计算与记录...

【专利技术属性】
技术研发人员：何佳芮，
申请(专利权)人：何佳芮，
类型：发明
国别省市：吉林,22