一种观测图像去噪方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种观测图像去噪方法及系统。该方法包括：获取空间目标观测图像和预设阈值；计算像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差；根据均值和标准差确定去噪上限值和下限值；将集合内像素点灰度值大于去噪上限值的像素点灰度值取值更新为去噪上限值，并将集合内像素点灰度值小于去噪下限值的像素点灰度值取值更新为去噪下限值；计算更新后的像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差；更新前后标准差差值的绝对值大于预设阈值，根据更新后的均值和更新后的标准差更新去噪上限值和去噪下限值，否则根据更新后的均值和更新后的标准差对空间目标观测图像进行去噪处理。采用本发明专利技术的方法及系统，能够有效去除空间目标观测图像的噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种观测图像去噪方法及系统
本专利技术涉及图像去噪
，特别是涉及一种观测图像去噪方法及系统。
技术介绍
空间目标观测是利用地基或天基光学平台对空间目标进行成像观测，空间目标包括特定观测恒星、人造卫星、飞行器残骸碎片等，背景为黑暗的深空，噪声包括空间辐射噪声、星空背景噪声和CCD暗电流噪声等。星空背景空间目标观测图像的特点是目标呈点状，尺寸小，无任何形状和纹理信息，亮度较弱，与恒星、噪声有相似的时域和频域特征，目标极易湮没在背景噪声中，对目标进行检测识别的难度很大。根据上述星空背景空间目标观测图像的特点，目标没有形状信息，与噪声高度相似，因此，去除空间目标观测图像的噪声时，通常的中值滤波、均值滤波、数学形态学滤波、局部标准差滤波等时域滤波方法和理想高通滤波、Butterworth高通滤波、高斯高通滤波和小波模预处理方法等频域滤波方法都很难适用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种观测图像去噪方法及系统，能够有效去除空间目标观测图像的噪声。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种观测图像去噪方法，包括：获取空间目标观测图像和预设阈值；计算像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差；所述集合包括所述空间目标观测图像中的所有像素点；根据所述均值和所述标准差确定去噪上限值和去噪下限值；根据所述去噪上限值和所述去噪下限值更新所述集合，得到更新后的像素点集合；所述更新所述集合，具体包括：将所述集合内像素点灰度值大于所述去噪上限值的像素点灰度值取值更新为去噪上限值，并将所述集合内像素点灰度值小于去噪下限值的像素点灰度值取值更新为去噪下限值；计算所述更新后的像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差，得到更新后的均值以及更新后的标准差；判断更新前后标准差差值的绝对值是否大于所述预设阈值；若是，则根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差更新去噪上限值和去噪下限值，并返回步骤“根据所述去噪上限值和所述去噪下限值更新所述集合”；若否，则根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差对所述空间目标观测图像进行去噪处理。可选的，所述方法，还包括：获取连续的N帧空间目标观测图像；确定每一帧空间目标观测图像中像素点的灰度值；确定连续N次灰度值均大于更新后的去噪上限值的像素点为孤立敏感点，并对所述孤立敏感点进行中值滤波处理。可选的，所述根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差对所述空间目标观测图像进行去噪处理，具体包括：计算更新前后标准差差值的绝对值小于或等于所述预设阈值的次数；判断所述次数是否大于预设次数；若所述次数小于或等于预设次数，则根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差更新去噪上限值和去噪下限值，并返回步骤“根据所述去噪上限值和所述去噪下限值更新所述集合”；若所述次数大于预设次数，则比较在预设次数内计算的标准差的大小，确定最小标准差以及与所述最小标准差对应的均值；根据所述最小标准差以及与所述最小标准差对应的均值对所述空间目标观测图像进行去噪处理。可选的，所述计算像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差，具体包括：根据如下公式计算均值μ：根据如下公式计算标准差σ：式中，Xij表示空间目标观测图像第i行第j列像素点的灰度值，M表示行总数，N表示列总数。本专利技术还提供一种观测图像去噪系统，包括：第一获取模块，用于获取空间目标观测图像和预设阈值；均值和标准差计算模块，用于计算像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差；所述集合包括所述空间目标观测图像中的所有像素点；去噪限值确定模块，用于根据所述均值和所述标准差确定去噪上限值和去噪下限值；像素点集合更新模块，用于根据所述去噪上限值和所述去噪下限值更新所述集合，得到更新后的像素点集合；所述更新所述集合，具体包括：将所述集合内像素点灰度值大于所述去噪上限值的像素点灰度值取值更新为去噪上限值，并将所述集合内像素点灰度值小于去噪下限值的像素点灰度值取值更新为去噪下限值；均值和标准差更新模块，用于计算所述更新后的像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差，得到更新后的均值以及更新后的标准差；判断模块，用于判断更新前后标准差差值的绝对值是否大于所述预设阈值；若是，则将指令发送至去噪限值更新模块；若否，则将指令发送至去噪处理模块；去噪限值更新模块，用于根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差更新去噪上限值和去噪下限值，并将更新后的去噪上限值和更新后的去噪下限值发送至所述像素点集合更新模块；去噪处理模块，用于根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差对所述空间目标观测图像进行去噪处理。可选的，所述系统，还包括：第二获取模块，用于获取连续的N帧空间目标观测图像；灰度值确定模块，用于确定每一帧空间目标观测图像中像素点的灰度值；孤立敏感点去除模块，用于确定连续N次灰度值均大于更新后的去噪上限值的像素点为孤立敏感点，并对所述孤立敏感点进行中值滤波处理。可选的，所述去噪处理模块，具体包括：次数计算单元，用于计算更新前后标准差差值的绝对值小于或等于所述预设阈值的次数；判断单元，用于判断所述次数是否大于预设次数；若所述次数小于或等于预设次数，则将指令发送至去噪限值更新单元；若所述次数大于预设次数，则将指令发送至标准差比较单元；去噪限值更新单元，用于根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差更新去噪上限值和去噪下限值，并将更新后的去噪上限值和更新后的去噪下限值发送至所述像素点集合更新模块；标准差比较单元，用于比较在预设次数内计算的标准差的大小，确定最小标准差以及与所述最小标准差对应的均值；去噪处理单元，用于根据所述最小标准差以及与所述最小标准差对应的均值对所述空间目标观测图像进行去噪处理。可选的，均值和标准差计算模块，具体包括：均值计算单元，用于根据如下公式计算均值μ：标准差计算单元，用于根据如下公式计算标准差σ：式中，Xij表示空间目标观测图像第i行第j列像素点的灰度值，M表示行总数，N表示列总数。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出了一种观测图像去噪方法及系统，根据均值和标准差确定去噪上限值和去噪下限值，将像素点集合内像素点灰度值大于去噪上限值的像素点灰度值取值更新为去噪上限值，并将集合内像素点灰度值小于去噪下限值的像素点灰度值取值更新为去噪下限值。利用“星空背景缓慢变化，以大量低灰度连续呈现高斯分布，空间目标像素个数较少，分布在高灰度区域，恒星也分布在高灰度区域”这一特征，本专利技术采用不断舍弃高灰度区域，将高灰度值的目标和恒星排除，减小样本标准差，能够有效提高去噪效果。此外，本专利技术为防止出现偶然收敛情况，如果更新前后标准差差值的绝对值小于或等于所述预设阈值的次数超过预设次数，则表示标准差已经缩小到指定的范围，循环计算结束。同时，本专利技术考虑到当有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种观测图像去噪方法，其特征在于，包括：/n获取空间目标观测图像和预设阈值；/n计算像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差；所述集合包括所述空间目标观测图像中的所有像素点；/n根据所述均值和所述标准差确定去噪上限值和去噪下限值；/n根据所述去噪上限值和所述去噪下限值更新所述集合，得到更新后的像素点集合；所述更新所述集合，具体包括：将所述集合内像素点灰度值大于所述去噪上限值的像素点灰度值取值更新为去噪上限值，并将所述集合内像素点灰度值小于去噪下限值的像素点灰度值取值更新为去噪下限值；/n计算所述更新后的像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差，得到更新后的均值以及更新后的标准差；/n判断更新前后标准差差值的绝对值是否大于所述预设阈值；若是，则根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差更新去噪上限值和去噪下限值，并返回步骤“根据所述去噪上限值和所述去噪下限值更新所述集合”；若否，则根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差对所述空间目标观测图像进行去噪处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种观测图像去噪方法，其特征在于，包括：
获取空间目标观测图像和预设阈值；
计算像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差；所述集合包括所述空间目标观测图像中的所有像素点；
根据所述均值和所述标准差确定去噪上限值和去噪下限值；
根据所述去噪上限值和所述去噪下限值更新所述集合，得到更新后的像素点集合；所述更新所述集合，具体包括：将所述集合内像素点灰度值大于所述去噪上限值的像素点灰度值取值更新为去噪上限值，并将所述集合内像素点灰度值小于去噪下限值的像素点灰度值取值更新为去噪下限值；
计算所述更新后的像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差，得到更新后的均值以及更新后的标准差；
判断更新前后标准差差值的绝对值是否大于所述预设阈值；若是，则根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差更新去噪上限值和去噪下限值，并返回步骤“根据所述去噪上限值和所述去噪下限值更新所述集合”；若否，则根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差对所述空间目标观测图像进行去噪处理。


2.根据权利要求1所述的观测图像去噪方法，其特征在于，所述方法，还包括：
获取连续的N帧空间目标观测图像；
确定每一帧空间目标观测图像中像素点的灰度值；
确定连续N次灰度值均大于更新后的去噪上限值的像素点为孤立敏感点，并对所述孤立敏感点进行中值滤波处理。


3.根据权利要求1所述的观测图像去噪方法，其特征在于，所述根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差对所述空间目标观测图像进行去噪处理，具体包括：
计算更新前后标准差差值的绝对值小于或等于所述预设阈值的次数；
判断所述次数是否大于预设次数；若所述次数小于或等于预设次数，则根据所述更新后的均值和所述更新后的标准差更新去噪上限值和去噪下限值，并返回步骤“根据所述去噪上限值和所述去噪下限值更新所述集合”；若所述次数大于预设次数，则比较在预设次数内计算的标准差的大小，确定最小标准差以及与所述最小标准差对应的均值；
根据所述最小标准差以及与所述最小标准差对应的均值对所述空间目标观测图像进行去噪处理。


4.根据权利要求1所述的观测图像去噪方法，其特征在于，所述计算像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差，具体包括：
根据如下公式计算均值μ：



根据如下公式计算标准差σ：



式中，Xij表示空间目标观测图像第i行第j列像素点的灰度值，M表示行总数，N表示列总数。


5.一种观测图像去噪系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取空间目标观测图像和预设阈值；
均值和标准差计算模块，用于计算像素点集合内像素点灰度值的均值和标准差；所述集合包括所述空间目标观测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学伟，
申请(专利权)人：潍坊科技学院，
类型：发明
国别省市：山东;37