【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空间激光视频传输，具体涉及一种帧间相关性的空间激光通信光斑图像压缩感知方法。
技术介绍
1、在人类文明的漫漫进程中，通信始终是大家日常生活的基本需求，随着近现代科学水平的日益提升，通信方向的技术水平也取得了跨越性的进步。空间激光通信技术结合了激光通信速率快和无线通信应用场景广泛灵活的优点，逐步得到了广泛的应用。而对于整个空间激光通信系统而言，成像分系统承担着捕获系统信标光，协助系统对准、跟踪，从而完成通信链路建立的任务。因此，成像系统的成像帧频、成像质量等性能，对于空间激光通信链路对准与建立的精度与实时性起到了决定性的作用。
2、对传统成像系统而言，要对完整图像进行采样，加冗余与图像压缩操作，这些处理机制一定程度上限制了成像的帧频。而压缩感知技术具备采样同时完成压缩的特性，相较传统图像数据处理具有采样像素数量少、数据采集计算资源消耗低等特点。自压缩感知提出以来，诸多学者对基于压缩感知理论开发压缩采样系统进行了一系列研究，而诸如单像素相机、编码孔径压缩感知相机和压缩感知专用传感器的实现手段营运而生。实际上，压缩采样系统的最佳形式至今尚未有定论，以上研究内容，除去单像素相机以外，虽然目前还未有可用的商业成品，但无疑为未来成像系统的选择提供了一种更好的方案。压缩感知成像系统相比传统成像系统提高了系统的集成度与传输速率，鉴于其将图像采样与压缩合并为一个过程的特性，使用压缩感知成像系统代替空间激光通信系统中原本的粗精跟踪成像系统，将极大程度的降低链路的数据量，缓解传输信道压力。将压缩感知技术引入空间激光通信虽然尚
3、关于分块压缩感知算法，该理论于2007年被lugan提出，这种方法降低了测量矩阵的尺寸，从而进一步降低了算法的复杂性与数据量。但是单一采样率的bcs算法没有根据目标图像的特征分配采样率，必然存在细节部分欠采样与背景部分过采样的情况，不利于图像重构。因此，目前的分块压缩感知技术存在无法针对目标图像的特征进行采样率分配导致图像重构的精确度低的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种帧间相关性的空间激光通信光斑图像压缩感知方法，以解决目前的分块压缩感知技术存在无法针对目标图像的特征进行采样率分配导致图像重构的精确度低的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一方面，本说明书提供一种帧间相关性的空间激光通信光斑图像压缩感知方法，包括：
4、步骤102，对采集的前两张图像进行相同测量矩阵的高采样率的压缩感知采样，获得质心的坐标；
5、步骤104，基于上述质心的坐标，获得质心所在的图像块以及所有图像块到质心的距离参数；
6、步骤106，基于相邻两图像帧间的图像块到质心的距离参数，获得帧间质心绝对差；
7、步骤108，基于上述帧间质心绝对差和预设总自适应采样率，获得每个图像块的自适应采样率；
8、步骤110，基于上述随机测量矩阵、上述每个图像块的自适应采样率和预设固定采样率，获得总测量矩阵。
9、另一方面，本说明书提供一种帧间相关性的空间激光通信光斑图像压缩感知装置，包括：
10、质心采样模块，用于对采集的前两张图像进行相同测量矩阵的高采样率的压缩感知采样，获得质心的坐标；
11、质心统计模块，用于基于上述质心的坐标，获得质心所在的图像块以及所有图像块到质心的距离参数；
12、质心计算模块，用于基于相邻两图像帧间的图像块到质心的距离参数，获得帧间质心绝对差；
13、采样率分配模块，用于基于上述帧间质心绝对差和预设总自适应采样率，获得每个图像块的自适应采样率；
14、矩阵优化模块，用于基于上述随机测量矩阵、上述每个图像块的自适应采样率和预设固定采样率，获得总测量矩阵。
15、基于上述技术方案，本说明书能够获得如下技术效果：
16、本方法通过在探测器图像采样的过程中完成图像质心的求取，根据帧间质心位置求取绝对差值，确定下一帧图像的测量矩阵与采样率，即通过对探测器输出的前两帧图像进行固定采样率采样并以此作为标定，同时将图像分为若干不重叠图像块，使用相同的测量矩阵进行采样，重构后确定光斑质心坐标绝对差，从第三帧图像开始进行自适应分块压缩感知采样，根据帧间质心距离确定测量矩阵与分块采样率，同时对测量矩阵进行修正，完成了对原有bcs算法的优化，从而解决目前的分块压缩感知技术存在无法针对目标图像的特征进行采样率分配导致图像重构的精确度低的问题。
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1.一种帧间相关性的空间激光通信光斑图像压缩感知方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对采集的前两张图像进行相同测量矩阵的高采样率的压缩感知采样，获得质心的坐标的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述对所述重构图像进行质心计算，获得质心的坐标之前还包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于每个区间内像素的数量和灰度值，判断该区域是否为背景、光斑目标以及图像噪声中任一一种，获得阈值分割后的重构图像的方式为将灰度值低于第一预设灰度值的区间作为背景；将灰度值大于第一预设灰度值小于第二预设灰度值且区间内像素的数量不小于第一预设像素个数的区间作为光斑目标；将灰度值大于第二预设灰度值且区间内像素的数量小于第二预设像素个数的区间作为图像噪声。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述质心的坐标，获得质心所在的图像块以及所有图像块到质心的距离参数的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于相邻两图像帧间的图像块到质心的距离参数，获得
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述帧间质心绝对差和预设总自适应采样率，获得每个图像块的自适应采样率的步骤包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设采样率为压缩感知算法的总平均采样率，为所述预设总自适应采样率和预设固定采样率的和。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述随机测量矩阵、所述每个图像块的自适应采样率和预设固定采样率，获得总测量矩阵的步骤包括：
10.一种帧间相关性的空间激光通信光斑图像压缩感知装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种帧间相关性的空间激光通信光斑图像压缩感知方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对采集的前两张图像进行相同测量矩阵的高采样率的压缩感知采样，获得质心的坐标的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述对所述重构图像进行质心计算，获得质心的坐标之前还包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于每个区间内像素的数量和灰度值，判断该区域是否为背景、光斑目标以及图像噪声中任一一种，获得阈值分割后的重构图像的方式为将灰度值低于第一预设灰度值的区间作为背景；将灰度值大于第一预设灰度值小于第二预设灰度值且区间内像素的数量不小于第一预设像素个数的区间作为光斑目标；将灰度值大于第二预设灰度值且区间内像素的数量小于第二预设像素个数的区间作为图像噪声。
5.根据权利要求2...
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