TMS320C6711中心定位實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)

　　2 圖像處理算法的實(shí)現(xiàn)

　　中心定位圖像處理算法設(shè)計(jì)以輸入圖像格式320×240像素、1024灰度級(jí)/像素為基礎(chǔ)，包括濾波、判斷地平圈是否進(jìn)入視場(chǎng)、邊緣檢測(cè)和精確定中心幾個(gè)部分。

　　2.1 濾波

　　探測(cè)器可能存在小于1％的壞單元，其灰度值主要為0或1023，壞元區(qū)范圍小于3×3。壞元的存在有可能對(duì)邊緣檢測(cè)帶來誤差，再加上采集到的圖像數(shù)據(jù)信噪比較低，所以采用二維中位數(shù)濾波[5]。其做法是：對(duì)于一幀圖像，采用從上到下、從左到右的方法，移動(dòng)3×3的窗口，在每一個(gè)位置，將有9個(gè)圖像像素出現(xiàn)在窗口中，對(duì)這9個(gè)像素灰度值進(jìn)行排序，使用快速排序法找到處于正中的像素值，把這個(gè)值賦給3×3窗口的中心像素。使用這種方法可以有效濾除區(qū)域不大于2×2的突發(fā)性干擾，從而提高算法精度。

　　2.2 判斷地平圈是否進(jìn)入視場(chǎng)

　　當(dāng)衛(wèi)星初始進(jìn)入軌道時(shí)，在地平儀初始狀態(tài)下可能探測(cè)不到地球，這時(shí)需啟動(dòng)搜索程序控制衛(wèi)星偏轉(zhuǎn)以搜索地球。因此，必須對(duì)所得的地平圈圖像采用逐行掃描的搜索方法以判斷地球是否進(jìn)入視場(chǎng)。

　　2.3 邊緣檢測(cè)

　　邊緣提取首先檢測(cè)圖像局部特性的不連續(xù)性，然后再將這些不連續(xù)的邊緣像素連成完備的邊界。邊緣的特性是沿邊緣走向的像素變化平緩，而垂直于邊緣方向的像素變化劇烈。從這個(gè)意義上說，提取邊緣的算法就是檢測(cè)符合邊緣特性的邊緣像素的數(shù)學(xué)算子。

　　由于地球的輻射存在不均勻性，所以地平高度與采用的地平檢測(cè)方式有關(guān)。其差別在于對(duì)應(yīng)不同的地平檢測(cè)方式，具體的地平高度隨地球輻射變化程度不同。本文采用比例門限法檢測(cè)地平圈。具體算法如下：以粗略地心為起點(diǎn)，以0.5度為間隔取720條射線?？紤]到只需掃描地球輻射過渡帶，所以每條射線的掃描起點(diǎn)距粗略地心為100個(gè)單位，間隔一個(gè)單位進(jìn)行一次采樣。由于該采樣點(diǎn)的坐標(biāo)不是整型，所以利用雙線性內(nèi)插得到采樣點(diǎn)的灰度值，依次判斷采樣點(diǎn)，一邊記錄灰度最大值，一邊判斷該灰度值是否小于最大值的一半。當(dāng)條件成立時(shí)，掃描停止，算出灰度值為最大值的50%所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，即地平點(diǎn)坐標(biāo)。掃完720條射線后，所有的地平點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)地平圈。該算法對(duì)接近過渡帶的點(diǎn)進(jìn)行雙線性內(nèi)插，提高了程序執(zhí)行效率。檢測(cè)出的地平點(diǎn)坐標(biāo)是浮點(diǎn)數(shù)，提高了地平判定精度，有利于減小測(cè)量地心的誤差。