基于亮度先驗的星圖雜散光噪聲去除方法

張 新，林 彬，楊 夏，王鯤鵬，張小虎

（1.中山大學 航空航天學院，廣州 510006；2.北京跟蹤與通信技術(shù)研究所，北京 100094）

引言

近年來，地球軌道上分布的廢棄衛(wèi)星、火箭殘骸、航天器碎片等人造物體大量增加，嚴重影響了航天器在軌運行的安全。地基光電探測系統(tǒng)在中高軌的空間目標觀測中占據(jù)絕對優(yōu)勢[1-4]。而雜散光是影響地基光電探測系統(tǒng)成像質(zhì)量的重要因素，若不能得到有效抑制，輕則降低成像對比度、目標信噪比，嚴重時甚至會將探測目標淹沒[5-6]。雜散光是光學系統(tǒng)中輻射于探測器表面的非成像光線，以及經(jīng)非正常路徑傳播到達探測器表面的成像光線[7-9]。雜散光按照其來源可分為三類：外部雜散光、內(nèi)部雜散光和成像雜散光。針對可見光探測系統(tǒng)，由系統(tǒng)外輻射源直接照射或經(jīng)過系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)件多次反射、散射到達探測器而造成的外部雜散光起主要作用，這類輻射源包括太陽光、月光、地球表面和大氣的散射、漫射光等。

當前，針對外部雜散光抑制的研究可分為以下兩類[10]：一是從光學系統(tǒng)的角度，通過對雜散光來源進行分析并改進光學系統(tǒng)的設(shè)計，從根本上抑制雜散光；二是從圖像角度，根據(jù)圖像中雜散光的特征，利用退化圖像恢復出清晰圖像。其中，針對后者的研究主要應(yīng)用于抑制遙感圖像中的雜散光噪聲。針對我國FY-2氣象衛(wèi)星掃描輻射計可見光通道圖像存在的明顯雜散光，文獻[11]在分析了雜散光產(chǎn)生機理的基礎(chǔ)上，進行分析建模，通過學習各通道地球圓盤外的雜散光特征并將其推廣到圓盤內(nèi)，從而估計出全視場范圍的雜散光分布，最終實現(xiàn)雜散光的去除；……