Адаптивный к окну метод центрирования на основе итерации по энергии для локализации точечных целей

Случайный шум комплементарного металлооксидного полупроводникового (CMOS) фотосенсора является основным фактором, ограничивающим дальнейшее повышение точности обнаружения точечных целей. В связи с этим предложен адаптивный к окну метод центрирования на основе итерации по энергии. Метод позволяет эффективно снизить флуктуации характеристик локализации, вызванные случайным шумом в пикселях низкой интенсивности внутри окна выделения. На основе анализа модели погрешности центрирования и случайного шума CMOS-детекторов с помощью моделирования показано, что случайный шум отклика пикселей, остающийся после устранения систематических погрешностей, является основным фактором, ограничивающим дальнейшее повышение точности позиционирования. Для универсально применимого алгоритма порогового центрирования выведено влияние отклика пикселей внутри окна выделения на точность центрирования с учетом энергии пикселя и его положения относительно центра цели. Это приводит к итерационному методу, в котором пиксели с наилучшими характеристиками объединяются в новое окно выделения, после чего центр цели вычисляется заново. Эффективность алгоритма при отношениях сигнал/шум, типичных для реальных условий, исследована с помощью моделирования и проанализирована. Для валидации алгоритма разработана экспериментальная схема оценки субпиксельного перемещения точечных целей с использованием измерительной платформы на основе высокоточного поворотного стола и звездного датчика. Для дополнительной проверки эффективности алгоритма проведен эксперимент с реальными звездами. Результаты экспериментов показывают, что предложенный метод позволяет снизить влияние случайного шума на точность выделения точечных целей.