基于局部异常因子的近地全天时星图小波去噪

吴强; 张锐

doi:doi:10.3788/AOS202040.0810001

光学学报, 2020, 40 (8): 0810001, 网络出版: 2020-04-13

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Wavelet Denoising of Near-Earth All-Day Star Map Based on Local Outlier Factor

吴强 ^1,2,*张锐 ^1,**

作者单位

¹ 中国科学院微小卫星创新研究院, 上海 201203

² 中国科学院大学, 北京 100049

图 & 表

图 1. 实拍星图

Fig. 1. Real star map

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图 2. 对图1作二维小波变换后的第3层水平高频系数

Fig. 2. Horizontal high frequency coefficient in third level after 2D wavelet transform to Fig. 1

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图 3. 对局部星图作二维小波变换后的高频和低频系数。(a)水平高频系数;(b)垂直高频系数;(c)对角线高频系数;(d)低频系数

Fig. 3. High frequency and low frequency coefficients after 2D wavelet transform to the experimental star map. (a) Horizontal high frequency coefficient; (b) vertical high frequency coefficient; (c) diagonal high frequency coefficient; (d) low frequency coefficient

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图 4. 拟合作差得到的高频和低频系数。(a)水平高频系数;(b)垂直高频系数;(c)对角线高频系数;(d)低频系数

Fig. 4. High frequency and low frequency coefficients obtained by fitting and subtracting. (a) Horizontal high frequency coefficient; (b) vertical high frequency coefficient; (c) diagonal high frequency coefficient; (d) low frequency coefficient

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图 5. 拍摄的局部星图

Fig. 5. Real local star map

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图 6. 星图能量3D图

Fig. 6. 3D energy of star map

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图 7. 实际星敏感器识别处理的星图结果

Fig. 7. Star map processed by actual star sensor

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图 8. 非局部均值去噪后的去噪效果图

Fig. 8. Denoised effect map after NL-means denoising

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图 9. 小波阈值去噪后的去噪效果图

Fig. 9. Denoised effect map after WTD denoising

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图 10. LOF-WTD去噪后的去噪效果图

Fig. 10. Denoised effect map after LOF-WTD denoising

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图 11. 非局部均值去噪3D图

Fig. 11. 3D figure with NL-means

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图 12. 小波阈值去噪3D图

Fig. 12. 3D figure with WTD

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图 13. LOF-WTD去噪后的3D图

Fig. 13. 3D figure with LOF-WTD

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表 1星图的各去噪方法结果数据

Table1. Result data of each denoising method of star map

Type of denoising	PSNR /dB	LREPV /%	Time /s
NL-meansWTDLOF-WTD	6.867.329.67	1.781.531.28	5.37.18.5

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吴强, 张锐. 基于局部异常因子的近地全天时星图小波去噪[J]. 光学学报, 2020, 40(8): 0810001. Qiang Wu, Rui Zhang. Wavelet Denoising of Near-Earth All-Day Star Map Based on Local Outlier Factor[J]. Acta Optica Sinica, 2020, 40(8): 0810001.

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图 1. 实拍星图

Fig. 1. Real star map

图 2. 对图1作二维小波变换后的第3层水平高频系数

Fig. 2. Horizontal high frequency coefficient in third level after 2D wavelet transform to Fig. 1

图 3. 对局部星图作二维小波变换后的高频和低频系数。(a)水平高频系数;(b)垂直高频系数;(c)对角线高频系数;(d)低频系数

Fig. 3. High frequency and low frequency coefficients after 2D wavelet transform to the experimental star map. (a) Horizontal high frequency coefficient; (b) vertical high frequency coefficient; (c) diagonal high frequency coefficient; (d) low frequency coefficient

图 4. 拟合作差得到的高频和低频系数。(a)水平高频系数;(b)垂直高频系数;(c)对角线高频系数;(d)低频系数

Fig. 4. High frequency and low frequency coefficients obtained by fitting and subtracting. (a) Horizontal high frequency coefficient; (b) vertical high frequency coefficient; (c) diagonal high frequency coefficient; (d) low frequency coefficient

图 5. 拍摄的局部星图

Fig. 5. Real local star map

图 6. 星图能量3D图

Fig. 6. 3D energy of star map

图 7. 实际星敏感器识别处理的星图结果

Fig. 7. Star map processed by actual star sensor

图 8. 非局部均值去噪后的去噪效果图

Fig. 8. Denoised effect map after NL-means denoising

图 9. 小波阈值去噪后的去噪效果图

Fig. 9. Denoised effect map after WTD denoising

图 10. LOF-WTD去噪后的去噪效果图

Fig. 10. Denoised effect map after LOF-WTD denoising

图 11. 非局部均值去噪3D图

Fig. 11. 3D figure with NL-means

图 12. 小波阈值去噪3D图

Fig. 12. 3D figure with WTD

图 13. LOF-WTD去噪后的3D图

Fig. 13. 3D figure with LOF-WTD

表 1星图的各去噪方法结果数据

Table1. Result data of each denoising method of star map

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图 2. 对图1作二维小波变换后的第3层水平高频系数

Fig. 2. Horizontal high frequency coefficient in third level after 2D wavelet transform to Fig. 1

图 3. 对局部星图作二维小波变换后的高频和低频系数。(a)水平高频系数;(b)垂直高频系数;(c)对角线高频系数;(d)低频系数

Fig. 3. High frequency and low frequency coefficients after 2D wavelet transform to the experimental star map. (a) Horizontal high frequency coefficient; (b) vertical high frequency coefficient; (c) diagonal high frequency coefficient; (d) low frequency coefficient

图 4. 拟合作差得到的高频和低频系数。(a)水平高频系数;(b)垂直高频系数;(c)对角线高频系数;(d)低频系数

Fig. 4. High frequency and low frequency coefficients obtained by fitting and subtracting. (a) Horizontal high frequency coefficient; (b) vertical high frequency coefficient; (c) diagonal high frequency coefficient; (d) low frequency coefficient

图 5. 拍摄的局部星图

Fig. 5. Real local star map

图 6. 星图能量3D图

Fig. 6. 3D energy of star map

图 7. 实际星敏感器识别处理的星图结果

Fig. 7. Star map processed by actual star sensor

图 8. 非局部均值去噪后的去噪效果图

Fig. 8. Denoised effect map after NL-means denoising

图 9. 小波阈值去噪后的去噪效果图

Fig. 9. Denoised effect map after WTD denoising

图 10. LOF-WTD去噪后的去噪效果图

Fig. 10. Denoised effect map after LOF-WTD denoising

图 11. 非局部均值去噪3D图

Fig. 11. 3D figure with NL-means

图 12. 小波阈值去噪3D图

Fig. 12. 3D figure with WTD

图 13. LOF-WTD去噪后的3D图

Fig. 13. 3D figure with LOF-WTD

表 1星图的各去噪方法结果数据

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