一种获取天区目标图像的方法和天文摄影设备技术

本发明专利技术揭示了一种获取天区目标图像的方法和天文摄影设备，所述方法包括以下步骤：步骤一、根据接收的目标天体所对应的目标赤经坐标和目标赤纬坐标，通过一受控可旋转部件带动图像获取装置指向天区目标附近位置，并通过所述图像获取装置拍摄获取天区图像；步骤二、对所述天区图像进行解析以获取图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述受控可旋转部件，确定所述图像获取装置指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标所在的位置；步骤三、根据所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标、所述赤经坐标和赤纬坐标，由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向所述目标天体所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标的目标位置，以供所述图像获取装置拍摄获取天区目标图像；以及步骤四、对所述天区目标图像进行图像处理，以获取图像处理后的天区目标图像。

【技术实现步骤摘要】
一种获取天区目标图像的方法和天文摄影设备
本专利技术涉及天文摄像
，进一步涉及一种获取天区目标图像的方法和天文摄影设备。
技术介绍
随着科技的发展，天文摄影越来越受人们的青睐。天文摄影设备作为常用的拍摄目标天区的图像的设备，如何提高其拍摄的天文摄影图像的质量是目前亟需解决的难题之一。例如，极轴对位是天文摄影中的非常重要的环节之一，极轴对位的好坏直接影响到赤道仪跟踪的精度，继而影响到天文摄影图像的质量。传统的，人们都是通过赤道仪的光学极轴镜进行极轴对位，它的原理是在极轴镜前加装一个极轴分划板，其中标有极轴镜的光学中心和北极星标识的位置，由于北极星并不是正好在北天极上，而是距离北天极有一个距离，因此在实际极轴调校中，需要首先根据日期、时间和本赤道仪所在的地球上的位置，计算出北极星应该在分划板中的位置，在极轴镜中将北极星标识移动至分划板中的这个位置，然后再调节赤道仪的水平轴和仰角，将实际看到的北极星与极轴镜中的北极星标识调整至重合。这种操作方式较为复杂，极轴对位的误差也比较大。后来出现了电子极轴镜，它通过相机拍摄北天极附近的图像，通过软件的方法将图像中的北极星识别出来，然后通过使用者调节赤道仪的水平轴和仰角，将北极星移动至图像中正确的位置，从而实现了极轴的对位。这种方式不需要使用者根据日期、时间和所在地球上的位置计算北极星的位置，相对于光学极轴镜简单了不少，但是它要求拍摄的图像中必须要包含北极星，使用有一定的限制。综上所述，现有的极轴对位方法具有以下不足：1、必须采用与赤道仪极轴同轴设置的极轴镜(光学极轴镜或电子极轴镜)辅助进行极轴对位，增加了装备成本；2、进行极轴对位时，极轴镜的视场必须在天极附近，使用者操作难度较大。又如，在拍摄目标天体时，人们需要将目标天体对应的赤经和赤纬输入至天文摄影设备中，由天文摄影设备的赤道仪指向输入的赤经和赤纬，以拍摄目标天体所在天区的图像。然而，在实际拍摄过程中，天文摄影设备的赤道仪需要预先定位在天球坐标系中的位置。在现有技术中，常出现因定位赤道仪在天球坐标系中的指向出现偏差，而导致最终拍摄的图像中并未存在目标天体的现象发生。因此，如何精确的定位赤道仪在天球坐标系中的指向是目前所要解决的难题之一。另外，天文摄影设备自身存在的问题，或拍摄环境如环境亮度如夜晚等问题均是影响天文摄影图像质量的因素之一，因此，如何对拍摄后的图像进行处理，以提高天文摄影图像的质量是目前亟需解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术的优势在于提供一种获取天区目标图像的方法和天文摄影设备，其能够获得准确、高质量的天区目标图像，增强使用体验。为实现上述专利技术优势，本专利技术提供了如下技术方案：一种获取天区目标图像的方法，包括：步骤一、根据接收的目标天体所对应的目标赤经坐标和目标赤纬坐标，通过一受控可旋转部件带动图像获取装置指向天区目标附近位置，并通过所述图像获取装置拍摄获取天区图像；步骤二、对所述天区图像进行解析以获取图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述受控可旋转部件，确定所述图像获取装置指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标所在的位置；步骤三、根据所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标、所述赤经坐标和赤纬坐标，由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向所述目标天体所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标的目标位置，以供所述图像获取装置拍摄获取天区目标图像；以及步骤四、对所述天区目标图像进行图像处理，以获取图像处理后的天区目标图像。在本申请的一个或多个实施例中，所述受控可旋转部件为赤道仪或经纬仪。在本申请的一个或多个实施例中，所述步骤一，包括以下步骤：A、对天文摄影设备的赤道仪进行极轴对位，使所述赤道仪的赤经轴与地球的自转轴相平行；B、在所述赤道仪转动一定的角度后，通过安装在所述赤道仪上的图像获取装置拍摄获取天区图像；其中，所述步骤二，包括以下步骤：C、通过匹配算法对所述天区图像中的星星与参考星表中的星星进行匹配，以获取所述天区图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述赤道仪，确定所述图像获取装置在天球坐标系中的指向为所述赤经坐标和所述赤纬坐标。在本申请的一个或多个实施例中，在所述步骤C中，包括：步骤C1、在所述天区图像中任意选取两颗星，然后以选取的两颗星连线为直径构建圆形区域，在圆形区域内选取另两颗星构成第一四星组合，计算所有第一四星组合对应的第一几何哈希代码；步骤C2、将参考星表划分网格，并从每个网格中筛选亮度排序靠前的若干星，将筛选出的若干星四个一组构成第二四星组合，计算每个第二四星组合对应的第二几何哈希代码；步骤C3、第一几何哈希代码和第二几何哈希代码差值在预设第二阈值以内的第一四星组合与第二四星组合匹配成功，当某网格内第二四星组合与第一四星组合匹配成功的数量超过预设第三阈值时，判断图像在该网格对应的天区内，通过匹配成功的第一四星组合与第二四星组合的对应关系得到所述天区图像中心点对应的赤经坐标和赤纬坐标。在本申请的一个或多个实施例中，在所述步骤A中，包括以下步骤：S1、通过所述图像获取装置拍摄第一图像，解析第一图像以获取第一坐标文件，通过第一坐标文件建立第一图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系；S2、将图像获取装置绕极轴旋转一角度后获取第二图像，解析第二图像以获取第二坐标文件，通过第二坐标文件建立第二图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系；S3、根据第一坐标文件和第二坐标文件计算图像旋转中心的像素坐标；S4、将图像旋转中心的像素坐标转换为赤道坐标；S5、将图像旋转中心的赤道坐标转换为地平坐标；S6、计算图像旋转中心地平坐标与天极地平坐标的差值，判断差值是否低于预设第一阈值，若差值低于预设第一阈值则结束极轴对位，若差值高于预设第一阈值则根据差值调整赤道仪的指向，并通过图像获取装置拍摄第n图像，计算图像旋转中心的地平坐标，计算图像旋转中心地平坐标与天极地平坐标的差值，判断差值是否低于预设第一阈值。在本申请的一个或多个实施例中，所述方法进一步包括步骤E，对所述天区目标图像进行处理，包括以下步骤：E1、通过所述图像获取装置分别在暗场、偏置场以及平场下拍摄的图像对所述天区目标图像进行图像校准处理，以获得校准后的天区目标图像；E2、对校准后所述天区目标图像进行降噪处理，以获得降噪后的天区目标图像；E3、对降噪后的所述天区目标图像进行多幅叠加处理，以获得天体图像增强且背景图像减弱的天区目标图像；以及E4、对叠加处理后的所述天区目标图像进行非线性拉伸处理，以获得对图像中的像素进行非线性拉伸后的天区目标图像。在本申请的一个或多个实施例中，所述步骤E2，包括以下步骤：E21、确定大于上下左右四个像素点之和的预设倍数的像素点为热噪点；和E22、将所述上下左右四个像素点的平均值填充为所述热噪点的像素值。在本申请的一个或多个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获取天区目标图像的方法，其特征在于，包括：/n步骤一、根据接收的目标天体所对应的目标赤经坐标和目标赤纬坐标，通过一受控可旋转部件带动图像获取装置指向天区目标附近位置，并通过所述图像获取装置拍摄获取天区图像；/n步骤二、对所述天区图像进行解析以获取图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述受控可旋转部件，确定所述图像获取装置指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标所在的位置；/n步骤三、根据所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标、所述赤经坐标和赤纬坐标，由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向所述目标天体所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标的目标位置，以供所述图像获取装置拍摄获取天区目标图像；以及/n步骤四、对所述天区目标图像进行图像处理，以获取图像处理后的天区目标图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种获取天区目标图像的方法，其特征在于，包括：
步骤一、根据接收的目标天体所对应的目标赤经坐标和目标赤纬坐标，通过一受控可旋转部件带动图像获取装置指向天区目标附近位置，并通过所述图像获取装置拍摄获取天区图像；
步骤二、对所述天区图像进行解析以获取图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述受控可旋转部件，确定所述图像获取装置指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标所在的位置；
步骤三、根据所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标、所述赤经坐标和赤纬坐标，由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向所述目标天体所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标的目标位置，以供所述图像获取装置拍摄获取天区目标图像；以及
步骤四、对所述天区目标图像进行图像处理，以获取图像处理后的天区目标图像。


2.根据权利要求1所述的获取天区目标图像的方法，其特征在于，所述受控可旋转部件为赤道仪或经纬仪。


3.根据权利要求1或2所述的获取天区目标图像的方法，其特征在于，所述步骤一，包括以下步骤：
A、对天文摄影设备的赤道仪进行极轴对位，使所述赤道仪的赤经轴与地球的自转轴相平行；
B、在所述赤道仪转动一定的角度后，通过安装在所述赤道仪上的图像获取装置拍摄获取天区图像；
其中，所述步骤二，包括以下步骤：
C、通过匹配算法对所述天区图像中的星星与参考星表中的星星进行匹配，以获取所述天区图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述赤道仪，确定所述图像获取装置在天球坐标系中的指向为所述赤经坐标和所述赤纬坐标。


4.根据权利要求3所述的获取天区目标图像的方法，其特征在于，在所述步骤C中，包括：
步骤C1、在所述天区图像中任意选取两颗星，然后以选取的两颗星连线为直径构建圆形区域，在圆形区域内选取另两颗星构成第一四星组合，计算所有第一四星组合对应的第一几何哈希代码；
步骤C2、将参考星表划分网格，并从每个网格中筛选亮度排序靠前的若干星，将筛选出的若干星四个一组构成第二四星组合，计算每个第二四星组合对应的第二几何哈希代码；
步骤C3、第一几何哈希代码和第二几何哈希代码差值在预设第二阈值以内的第一四星组合与第二四星组合匹配成功，当某网格内第二四星组合与第一四星组合匹配成功的数量超过预设第三阈值时，判断图像在该网格对应的天区内，通过匹配成功的第一四星组合与第二四星组合的对应关系得到所述天区图像中心点对应的赤经坐标和赤纬坐标。


5.根据权利要求3所述的获取天区目标图像的方法，其特征在于，在所述步骤A中，包括以下步骤：
S1、通过所述图像获取装置拍摄第一图像，解析第一图像以获取第一坐标文件，通过第一坐标文件建立第一图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系；
S2、将图像获取装置绕极轴旋转一角度后获取第二图像，解析第二图像以获取第二坐标文件，通过第二坐标文件建立第二图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系；
S3、根据第一坐标文件和第二坐标文件计算图像旋转中心的像素坐标；
S...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟迪，文佳，宋谋玲，
申请(专利权)人：苏州振旺光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32