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龙图腾网获悉杭州电子科技大学;平湖空间感知实验室科技有限公司申请的专利一种天文图像背景提取方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115294149B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210402834.X，技术领域涉及：G06T7/11；该发明授权一种天文图像背景提取方法及系统是由姚英彪;朱经慧;刘丹;刘晴;杨其利;韦博;徐欣设计研发完成，并于2022-04-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种天文图像背景提取方法及系统在说明书摘要公布了：本发明涉及一种天文图像背景提取方法及系统，主要针对空间小目标检测过程中星空背景的处理；提取方法包括以下步骤：S1、根据待处理的天文图像的灰度特性，检测天文图像中最大恒星的尺寸，以设定一维中值滤波的窗口长度；S2、利用双向一维中值滤波的方法提取天文图像的背景，得到背景校正后的图像；S3、利用自适应的帧间差分法对背景校正后的图像进行背景提取。本发明将目标区域以外的部分视为天文图像的背景，可以通过提取并减除天文图像背景的方式，达到抑制星图中的复杂背景干扰以及滤除背景恒星的效果，为后续空间小目标的检测创造了有利条件。

本发明授权一种天文图像背景提取方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种天文图像背景提取方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、根据待处理的天文图像的灰度特性，检测天文图像中最大恒星的尺寸，以设定一维中值滤波的窗口长度； S2、利用双向一维中值滤波的方法提取天文图像的背景，得到背景校正后的图像； S3、利用自适应的帧间差分法对背景校正后的图像进行背景提取； 所述步骤S1，包括以下步骤： S11、计算天文图像每列的像素和并排序，获取像素和最大的前N列； 以前N列中每列的像素值最大的像素点x0，y0为中心，截取天文图像中m×m大小的矩形窗局部区域，如式1所示： im_tempi,j＝fx,y，x,y∈Wi,j1 其中，im_tempi，j表示矩形窗局部区域，fx，y表示输入的天文图像在x，y位置上的灰度值，Wi，j表示中心在x0，y0处的矩形窗口； S12、按式2计算矩形窗内所有像素的均值μ和标准差σ，设置阈值TH＝μ+a×σ进行二值化，得到二值化后的局部图像，a是系数常量；其中，二值化表达式如式3所示； 其中，im_bwi，j表示二值化后的图像在i，j处的灰度值； S13、使用结构元se对二值化后的局部图像进行形态学开运算，开运算表达式如式4所示： 其中，im_open表示经过开运算后的图像，表示形态学中的开运算算子； S14、对开运算后的局部图像进行连通域处理，局部区域连通域中尺寸最大的长或宽Sizen用式5表示，1≤n≤N，所有N个局部区域中最大的尺寸，即为天文图像中最大恒星的尺寸Sizemax，如式6所示； Sizen＝max{{Wn}，{Ln}}，1≤n≤N，Wk∈{Wn}，Lk∈{Ln}Sizemax＝max{{Size}},Sizen∈{Size},1≤n≤N6 其中，Wk、Lk分别表示局部区域内第k个连通域的宽度和长度，分别表示局部区域内第k个连通域的横、纵坐标集，Sizen表示第n个局部区域中的目标恒星的尺寸，{Wn}、{Ln}分别表示第n个局部区域所有连通域的宽度集合、长度集合，Sizemax即估计的天文图像中最大恒星的尺寸，{Size}表示目标恒星的尺寸集合； S15、通过对估计的最大恒星尺寸Sizemax进行放大，以此设置一维中值滤波的窗口长度L＝b×Sizemax+1，b为倍率系数； 所述步骤S2，包括以下步骤： S21、利用中值滤波法提取图像背景，设置水平方向的一维中值滤波的窗口长度为L，在天文图像im_org的左右边缘位置向外扩展L-12个像素位置，扩展像素值通过将天文图像im_org对应位置平移获得，扩展后的图像记为im_extend1，表达式如下式7所示： 其中，im_extend1i，j表示扩展图像在i，j处的灰度值，X、Y分别表示天文图像的行和列的像元个数，im_orgx，y表示天文图像在x，y处的灰度值； S22、天文图像的每个像素点对应位置用窗口中值替代，记为第一次中值滤波提取的背景Y1，用式8表示，天文图像im_org减去背景Y1得到第一次滤除背景之后的图像im_rem，用式9表示； im_remx,y＝im_orgx,y-Y1x,y9 其中，W1x，y表示天文图像以x，y为中心的水平一维窗口，Y1x，y、im_remx，y分别表示在天文图像对应位置，即x，y位置处提取的背景中值和第一次滤除背景之后像素值； S23、对图像im_rem进行处理，设置竖直方向的一维中值滤波窗口长度为L，在图像im_rem的上下边缘位置向外扩展L-12个像素位置，扩展像素值通过将im_rem对应位置平移获得，扩展后的图像记为im_extend2，表达式如下式10所示： 其中，im_extend2i，j表示扩展图像在i，j处的灰度值； S24、图像im_rem的每个像素点对应位置用窗口中值替代，记为第二次中值滤波提取的背景Y2，用式11表示；第一次滤除背景之后的图像im_rem减去背景Y2得到背景校正后的图像Y，用式12表示； Yx,y＝im_remx,y-Y2x,y12 其中，W2x,y表示图像im_rem以x，y为中心的竖直一维窗口，Y2x，y、Yx，y分别表示x，y位置处提取的背景中值和背景校正之后像素值； 所述步骤S3，包括以下步骤： S31、对背景校正后的图像Y进行处理，利用连续2帧背景校正图像，前一帧记为背景帧im_bg，后一帧为目标帧im_obj；对背景帧im_bg使用结构元SE1进行形态学膨胀，如式13所示： 其中，im_dilate即表示背景帧经过膨胀后的图像，表示形态学中的膨胀运算算子； S32、如式14所示，目标帧im_obj减去形态学膨胀后的背景图像im_dilate，得到初步滤除背景恒星后的图像I； I＝im_obj-im_dilate14。

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