CN103353387B - 光斑图像处理检测系统及采用该系统检测光斑灰度质心和现有灰度图像噪声去除效果的方法 - Google Patents

Abstract

光斑图像处理检测系统及采用该系统检测光斑灰度质心和现有灰度图像噪声去除效果的方法，涉及光斑图像处理检测系统及采用该系统检测光斑灰度质心和现有灰度图像噪声去除效果的方法。光斑图像处理检测系统包括电源、CMOS图像传感器、整形透镜组件、平行光管、望远镜、二维微动单元、二维微动单元驱动器、半导体激光器、编码器和计算机，所述的二维微动单元表面粘贴平面镜，本发明采用自由空间光通信光斑图像处理检测系统提供了可控的硬件仿真环境，达到了获得现有光斑灰度图像噪声去除方法的精度的方法和获得待检测光斑灰度质心方法的精度的方法的结果更准确和更真实的目的，能直观的反应待检测方法的效果。本发明涉及光斑图像处理领域。

Description

光斑图像处理检测系统及采用该系统检测光斑灰度质心和现有灰度图像噪声去除效果的方法

技术领域

本发明涉及一种光斑图像处理方法检测平台，具体涉及光斑图像处理检测系统及采用该系统检测光斑灰度质心和现有灰度图像噪声去除效果的方法。

背景技术

相对于传统的微波通信方式而言，卫星光通信具有通信容量大、保密性好、抗电磁干扰能力强、不需要无线电频率使用许可、设备体积小、重量轻和功耗低等优点，因此该技术受到了国际上的广泛重视。目前对卫星光通信技术的研究已经成为了一个热门研究领域，在该研究领域中处于领先地位的日本、美国和欧洲等国家和地区已经相继进行了空间实验，成功实现了星间和星地的高速激光通信，在空间实验获得成功的基础上，这些国家和地区正积极准备将卫星光通信技术推向实用化。在可预见的未来，以激光作为信息载体的新一代卫星通信网络即将出现。

由于空间光通信具有高速、大容量、高保密性以及强抗干扰等优点，因此能够很好的满足未来天基综合信息网的海量数据实时“安全传输”。而窄的激光发射光束对准、捕获、跟踪是空间光通信一大难题，ATP技术性能关系到光通信质量好坏甚至成败，因此ATP技术是空间光通信系统的一项关键支撑技术。由于空间环境复杂，来自卫星内部、外部的各种干扰经常会造成接收端光束随机抖动，这种随机抖动体现在接收端即为跟踪误差随机变化，严重影响跟踪精度，极大的恶化了通信质量。

卫星光通信系统中，APT子系统负责建立和保持通信链路；图像采集与处理系统是APT子系统的重要组成部分，对于光通信系统的功能实现起着至关重要的作用。在空间光通信ATP系统中，为了满足跟踪控制系统的需要，目标探测系统必须实时地提取信标光并计算出精确的位置。因此必须设计一套高效可行的数字图像处理算法，在对激光束成像的同时对图像进行处理，提取有效位置信息，来捕获信标光并计算出信标光在面阵中的脱靶量，以满足实时控制系统的需求。

同时，由于在自由空间光通信中，光通信终端需要搭载在卫星等轨道飞行器上运行，因此由于轨道飞行器的运行振动等因素，如卫星平台的振动和噪声干扰等，均降低了接收到的信号光功率，增大了误码率，严重地影响激光通信的性能。为保证自由空间光通信激光信号的顺利传输，并保证较高的通信质量，有必要通过相关数据仿真及地面模拟等方式来分析卫星平台振动等因素对激光信号产生的影响，并可通过分析结果设计一套补偿系统来补偿振动影响。然而现有的检测方法由于大多是在电脑上单一的对程序进行软件仿真，没有硬件模拟，存在无法准确、真实和直观的反应待检测方法的有效性和可行性的问题。

发明内容

本发明为了解决现有的检测方法由于大多是在电脑上单一的对程序进行软件仿真，没有硬件模拟，存在无法准确、真实和直观的反应待检测方法的有效性和可行性的问题，从而提出了光斑图像处理检测系统及采用该系统检测光斑灰度质心和现有灰度图像噪声去除效果的方法。

光斑图像处理检测系统包括电源、CMOS图像传感器、整形透镜组件、平行光管、望远镜、二维微动单元、二维微动单元驱动器、半导体激光器、编码器和计算机，所述的二维微动单元表面粘贴平面镜，

电源为CMOS图像传感器、二维微动单元驱动器、半导体激光器、编码器和计算机供电，

计算机的编码控制信号输出端连接编码器的编码控制信号输入端，

计算机的激光控制信号输出端连接半导体激光器的激光控制信号输入端，

计算机的图像信号输入端连接CMOS图像传感器的图像信号输出端，

计算机的二维微动控制信号输出端连接二维微动单元驱动器的控制信号输入端，

二维微动单元驱动器的驱动信号输出端连接二维微动单元的驱动信号输入端，

编码器的调制信号输出端连接半导体激光器的调制信号输入端，

半导体激光器的光纤发射头位于平行光管的焦点上，

半导体激光器发射的激光入射至平行光管，所述平行光管的出射光经望远镜透射后入射至二维微动单元的平面镜，经该二维微动单元反射至整形透镜组件，CMOS图像传感器采集整形透镜组件整形后输出的光束。

平行光管为离轴长焦平行光管。

检测光斑灰度质心的方法包括下述步骤：

步骤一、设定工作模式为灰度质心方法检测模式，并设定CMOS图像传感器参数、编码器参数、半导体激光器参数和二维微动单元参数，并存储CMOS图像传感器参数、编码器参数、半导体激光器参数和二维微动单元参数；

步骤二、计算机向编码器发送编码指令，同时控制半导体激光器发光；编码器为半导体激光器提供调制信号；

步骤三、计算机控制二维微动单元驱动器，使二维微动单元产生振动，使光斑在CMOS图像传感器上所成像产生运动形成图像；

步骤四、计算机接收CMOS图像传感器采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，所述的光斑灰度质心坐标为二维坐标量；

采用待检测的光斑灰度质心方法计算出光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，并与采用标准灰度质心方法获取的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和进行比较，获得待检测光斑灰度质心方法的精度。

步骤四所述的计算机接收CMOS图像传感器采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；采用待检测的光斑灰度质心方法计算出光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和的具体过程为：

步骤1、计算机配置CMOS图像传感器参数并枚举属性，生成数据存储文件并初始化，执行步骤2；

步骤2、判断数据存储文件是否第一次被执行；判断为是，执行步骤3；判断为否，执行步骤4；

步骤3、根据设定CMOS图像传感器参数，配置CMOS图像传感器参数，执行步骤4；

步骤4、判断当前的CMOS图像传感器参数值与上一次CMOS图像传感器参数值是否相同，判断为是，执行步骤3；判断为否，执行步骤5；

步骤5、计算机接收CMOS图像传感器采集的一帧图像，并显示该图像，执行步骤6；

步骤6、计算机计算图像的帧频信息，并显示帧频信息，执行步骤7；

步骤7、根据标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤8；

步骤8、根据待检测光斑灰度质心计算方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤9；

步骤9、判断是否接收到停止信号，判断为是，执行步骤10，判断为否，执行步骤2；

步骤10、结束。

检测现有灰度图像噪声去除效果的方法包括下述步骤：

步骤A、设定工作模式为灰度质心方法检测模式，并设定CMOS图像传感器参数、编码器参数、半导体激光器参数和二维微动单元参数，并存储CMOS图像传感器参数、编码器参数、半导体激光器参数和二维微动单元参数；

步骤B、计算机向编码器发送编码指令，同时控制半导体激光器发光；编码器为半导体激光器提供调制信号；

步骤C、计算机控制二维微动单元驱动器，使二维微动单元产生运动，使光斑在CMOS图像传感器上所成像产生运动形成图像；

步骤D、计算机接收CMOS图像传感器采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；

计算机根据设定的噪声类型和具体参数对图像信息进行加噪声；

计算机根据现有光斑灰度图像噪声去除方法对含有噪声图像进行去噪处理，计算处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像及数据处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；

比较加噪声前与加噪声后的图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，获取现有光斑灰度图像噪声去除方法的精度。

步骤D所述的计算机接收CMOS图像传感器采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；计算机根据设定的噪声类型和具体参数对图像信息进行加噪声，计算含噪声图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储含噪声图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；计算机根据现有光斑灰度图像噪声去除方法对含有噪声图像进行去噪处理，计算处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像及数据处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和的具体过程为：

步骤a、计算机配置CMOS图像传感器参数并枚举属性，生成数据存储文件并初始化，进行初始化，执行步骤b；

步骤b、判断数据存储文件是否第一次被执行；判断为是，执行步骤c；判断为否，执行步骤d；

步骤c、根据设定CMOS图像传感器参数，配置设定CMOS图像传感器参数，执行步骤d；

步骤d、判断当前的CMOS图像传感器参数值与上一次CMOS图像传感器参数值是否相同，判断为是，执行步骤c；判断为否，执行步骤e；

步骤e、计算机接收CMOS图像传感器采集的一帧图像，并显示该图像，执行步骤f；

步骤f、计算机计算图像的帧频信息，并显示帧频信息，执行步骤g；

步骤g、根据标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤h；

步骤h、计算机根据设定的噪声类型和具体参数对图像信息进行加噪声，执行步骤i；

步骤i、计算加噪声后的图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤j；

步骤j、根据现有光斑灰度图像噪声去除方法对图像进行去除噪声处理，执行步骤k；

步骤k、计算去除噪声后的图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤l；

步骤l、判断是否接收到停止信号，判断为是，执行步骤m，判断为否，执行步骤b；

步骤m、结束。

本发明采用自由空间光通信光斑图像处理检测系统提供了可控的硬件仿真环境，达到了获得现有光斑灰度图像噪声去除方法的精度的方法和获得待检测光斑灰度质心方法的精度的方法的结果更准确和更真实的目的，可以直观的反应待检测方法的效果。

附图说明

图1为光斑图像处理检测系统的光路工作原理图；

图2为检测光斑灰度质心的方法流程图；

图3为具体实施方式四的方法流程图；

图4为检测现有灰度图像噪声去除效果的方法流程图；

图5为具体实施方式六的方法流程图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的光斑图像处理检测系统包括电源1、CMOS图像传感器2、整形透镜组件3、平行光管4、望远镜5、二维微动单元6、二维微动单元驱动器7、半导体激光器8、编码器9和计算机10，所述的二维微动单元6表面粘贴平面镜，

电源1为CMOS图像传感器2、二维微动单元驱动器7、半导体激光器8、编码器9和计算机10供电，

计算机10的编码控制信号输出端连接编码器9的编码控制信号输入端，

计算机10的激光控制信号输出端连接半导体激光器8的激光控制信号输入端，

计算机10的图像信号输入端连接CMOS图像传感器2的图像信号输出端，

计算机10的二维微动控制信号输出端连接二维微动单元驱动器7的控制信号输入端，

二维微动单元驱动器7的驱动信号输出端连接二维微动单元6的驱动信号输入端，

编码器9的调制信号输出端连接半导体激光器8的调制信号输入端，

半导体激光器8的光纤发射头位于平行光管4的焦点上，

半导体激光器8发射的激光入射至平行光管4，所述平行光管4的出射光经望远镜5透射后入射至二维微动单元6的平面镜，经该二维微动单元6反射至整形透镜组件3，CMOS图像传感器2采集整形透镜组件3整形后输出的光束。

具体实施方式二、本实施方式与具体实施方式一所述的自由空间光通信光斑图像处理检测系统的区别在于，平行光管4为离轴长焦平行光管。

具体实施方式三、结合图2具体说明本实施方式，基于具体实施方式一所述的光斑图像处理检测系统检测光斑灰度质心的方法包括下述步骤：

步骤一、设定工作模式为灰度质心方法检测模式，并设定CMOS图像传感器2参数、编码器9参数、半导体激光器8参数和二维微动单元6参数，并存储CMOS图像传感器2参数、编码器9参数、半导体激光器8参数和二维微动单元6参数；

所述的CMOS图像传感器2参数包括：CMOS图像传感器2的相机名称、工作模式、灰度、增益、曝光时间和画面尺寸，编码器9参数为发送的编码类型，半导体激光器8参数为发光功率，二维微动单元6参数包括震动轨迹数据和工作频率；

步骤二、计算机10向编码器9发送编码指令，同时控制半导体激光器8发光；编码器9为半导体激光器8提供调制信号；

步骤三、计算机10控制二维微动单元驱动器7，使二维微动单元6产生振动，使光斑在CMOS图像传感器2上所成像产生运动形成图像；

步骤四、计算机10接收CMOS图像传感器2采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，所述的光斑灰度质心坐标为二维坐标量；

采用待检测的光斑灰度质心方法计算出光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，并与采用标准灰度质心方法获取的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和进行比较，获得待检测光斑灰度质心方法的精度，根据比较值获取有效性，进而对待检测光斑灰度质心方法的有效性进行评价。

评价标准为利用存储数据中的标准质心X_a，Y_a和待检测质心X_b，Y_b，分别计算方差

${\mathrm{\σ}}_X=\sqrt{\frac{{(X_{a1}-X_{b1})}^2+{(X_{a2}-X_{b2})}^2+\·\·\·+{(X_{\mathrm{an}}-X_{\mathrm{bn}})}^2}{n}}$

${\mathrm{\σ}}_Y=\sqrt{\frac{{(Y_{a1}-Y_{b1})}^2+{(Y_{a2}-Y_{b2})}^2+\·\·\·+{(Y_{\mathrm{an}}-Y_{\mathrm{bn}})}^2}{n}}$

其中，n表示存数待检测质心数据的个数，所述的待检测质心数据的个数与标准质心数据个数相同；i为正整数，i＝1,2,……，n,

根据所计算处的方差并结合其光通信系统的具体精度要求来评判被检测算法。

具体实施方式四、结合图3具体说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式三所述的检测光斑灰度质心的方法的区别在于，步骤四所述的计算机10接收CMOS图像传感器2采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；采用待检测的光斑灰度质心方法计算出光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和的具体过程为：

步骤1、计算机10配置CMOS图像传感器2参数并枚举属性，生成数据存储文件并初始化，执行步骤2；

步骤2、判断数据存储文件是否第一次被执行；判断为是，执行步骤3；判断为否，执行步骤4；

步骤3、根据设定CMOS图像传感器2参数，配置CMOS图像传感器2参数，执行步骤4；

步骤4、判断当前的CMOS图像传感器2参数值与上一次CMOS图像传感器2参数值是否相同，判断为是，执行步骤3；判断为否，执行步骤5；

步骤5、计算机10接收CMOS图像传感器2采集的一帧图像，并显示该图像，执行步骤6；

步骤6、计算机10计算图像的帧频信息，并显示帧频信息，执行步骤7；

步骤7、根据标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤8；

步骤8、根据待检测光斑灰度质心计算方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤9；

步骤9、判断是否接收到停止信号，判断为是，执行步骤10，判断为否，执行步骤2；

步骤10、结束。

具体实施方式五、结合图4具体说明本实施方式，基于具体实施方式一所述的光斑图像处理检测系统检测现有灰度图像噪声去除效果的方法包括下述步骤：

步骤A、设定工作模式为灰度质心方法检测模式，并设定CMOS图像传感器2参数、编码器9参数、半导体激光器8参数和二维微动单元6参数，并存储CMOS图像传感器2参数、编码器9参数、半导体激光器8参数和二维微动单元6参数；

步骤B、计算机10向编码器9发送编码指令，同时控制半导体激光器8发光；编码器9为半导体激光器8提供调制信号；

步骤C、计算机10控制二维微动单元驱动器7，使二维微动单元6产生运动，使光斑在CMOS图像传感器2上所成像产生运动形成图像；

步骤D、计算机10接收CMOS图像传感器2采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；

计算机10根据设定的噪声类型和具体参数对图像信息进行加噪声；

计算机10根据现有光斑灰度图像噪声去除方法对含有噪声图像进行去噪处理，计算处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像及数据处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；

比较加噪声前与加噪声后的图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，获取现有光斑灰度图像噪声去除方法的精度。

本实施方式通过比较获得现有光斑灰度图像噪声去除方法的精度，获得现有光斑灰度图像噪声去除方法的有效性，进而对现有光斑灰度图像噪声去除方法的有效性进行评价。

评价标准为利用存储数据中的标准质心坐标(X_ai，Y_ai)和待检测质心坐标(X_bi，Y_bi)，分别计算方差坐标(σ_X，σ_Y)

${\mathrm{\σ}}_X=\sqrt{\frac{{(X_{a1}-X_{b1})}^2+{(X_{a2}-X_{b2})}^2+\·\·\·{(X_{\mathrm{ai}}-X_{\mathrm{bi}})}^2+\·\·\·+{(X_{\mathrm{an}}-X_{\mathrm{bn}})}^2}{n}}$

${\mathrm{\σ}}_Y=\sqrt{\frac{{(Y_{a1}-Y_{b1})}^2+{(Y_{a2}-Y_{b2})}^2+\·\·\·+{(Y_{\mathrm{an}}-Y_{\mathrm{bn}})}^2}{n}}$

根据所计算处的方差并结合其光通信系统的具体精度要求来评判被检测算法。

具体实施方式六、结合图5具体说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式五检测现有灰度图像噪声去除效果的方法的区别在于，步骤D所述的计算机10接收CMOS图像传感器2采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；计算机10根据设定的噪声类型和具体参数对图像信息进行加噪声，计算含噪声图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储含噪声图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；计算机10根据现有光斑灰度图像噪声去除方法对含有噪声图像进行去噪处理，计算处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像及数据处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；的具体过程为：

步骤a、计算机10配置CMOS图像传感器2参数并枚举属性，生成数据存储文件并初始化，进行初始化，执行步骤b；

步骤b、判断数据存储文件是否第一次被执行；判断为是，执行步骤c；判断为否，执行步骤d；

步骤c、根据设定CMOS图像传感器2参数，配置设定CMOS图像传感器2参数，执行步骤d；

步骤d、判断当前的CMOS图像传感器2参数值与上一次CMOS图像传感器2参数值是否相同，判断为是，执行步骤c；判断为否，执行步骤e；

步骤e、计算机10接收CMOS图像传感器2采集的一帧图像，并显示该图像，执行步骤f；

步骤f、计算机10计算图像的帧频信息，并显示帧频信息，执行步骤g；

步骤g、根据标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤h；

步骤h、计算机10根据设定的噪声类型和具体参数对图像信息进行加噪声，执行步骤i；

步骤i、计算加噪声后的图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤j；

步骤j、根据现有光斑灰度图像噪声去除方法对图像进行去除噪声处理，执行步骤k；

步骤k、计算去除噪声后的图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤l；

步骤l、判断是否接收到停止信号，判断为是，执行步骤m，判断为否，执行步骤b；

步骤m、结束。

Claims (6)

1.光斑图像处理检测系统，其特征在于：它包括电源(1)、CMOS图像传感器(2)、整形透镜组件(3)、平行光管(4)、望远镜(5)、二维微动单元(6)、二维微动单元驱动器(7)、半导体激光器(8)、编码器(9)和计算机(10)，所述的二维微动单元(6)表面粘贴平面镜，

电源(1)为CMOS图像传感器(2)、二维微动单元驱动器(7)、半导体激光器(8)、编码器(9)和计算机(10)供电，

计算机(10)的编码控制信号输出端连接编码器(9)的编码控制信号输入端，

计算机(10)的激光控制信号输出端连接半导体激光器(8)的激光控制信号输入端，

计算机(10)的图像信号输入端连接CMOS图像传感器(2)的图像信号输出端，

计算机(10)的二维微动控制信号输出端连接二维微动单元驱动器(7)的控制信号输入端，

二维微动单元驱动器(7)的驱动信号输出端连接二维微动单元(6)的驱动信号输入端，

编码器(9)的调制信号输出端连接半导体激光器(8)的调制信号输入端，

半导体激光器(8)的光纤发射头位于平行光管(4)的焦点上，

半导体激光器(8)发射的激光入射至平行光管(4)，所述平行光管(4)的出射光经望远镜(5)透射后入射至二维微动单元(6)的平面镜，经该二维微动单元(6)反射至整形透镜组件(3)，CMOS图像传感器(2)采集整形透镜组件(3)整形后输出的光束。

2.根据权利要求1所述的光斑图像处理检测系统，其特征在于：平行光管(4)为离轴长焦平行光管。

3.采用权利要求1所述的光斑图像处理检测系统检测光斑灰度质心的方法，其特征在于：它包括下述步骤：

步骤一、设定工作模式为灰度质心方法检测模式，并设定CMOS图像传感器(2)参数、编码器(9)参数、半导体激光器(8)参数和二维微动单元(6)参数，并存储CMOS图像传感器(2)参数、编码器(9)参数、半导体激光器(8)参数和二维微动单元(6)参数；

步骤二、计算机(10)向编码器(9)发送编码指令，同时控制半导体激光器(8)发光；编码器(9)为半导体激光器(8)提供调制信号；

步骤三、计算机(10)控制二维微动单元驱动器(7)，使二维微动单元(6)产生振动，使光斑在CMOS图像传感器(2)上所成像产生运动形成图像；

步骤四、计算机(10)接收CMOS图像传感器(2)采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，所述的光斑灰度质心坐标为二维坐标量；

采用待检测的光斑灰度质心方法计算出光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，并与采用标准灰度质心方法获取的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和进行比较，获得待检测光斑灰度质心方法的精度。

4.根据权利要求3所述的检测光斑灰度质心的方法，其特征在于：步骤四所述的计算机(10)接收CMOS图像传感器(2)采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；采用待检测的光斑灰度质心方法计算出光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和的具体过程为：

步骤1、计算机(10)配置CMOS图像传感器(2)参数并枚举属性，生成数据存储文件并初始化，执行步骤2；

步骤2、判断数据存储文件是否第一次被执行；判断为是，执行步骤3；判断为否，执行步骤4；

步骤3、根据设定CMOS图像传感器(2)参数，配置CMOS图像传感器(2)参数，执行步骤4；

步骤4、判断当前的CMOS图像传感器(2)参数值与上一次CMOS图像传感器(2)参数值是否相同，判断为是，执行步骤3；判断为否，执行步骤5；

步骤5、计算机(10)接收CMOS图像传感器(2)采集的一帧图像，并显示该图像，执行步骤6；

步骤6、计算机(10)计算图像的帧频信息，并显示帧频信息，执行步骤7；

步骤7、根据标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤8；

步骤8、根据待检测光斑灰度质心计算方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤9；

步骤9、判断是否接收到停止信号，判断为是，执行步骤10，判断为否，执行步骤2；

步骤10、结束。

5.采用权利要求1所述的光斑图像处理检测系统检测现有灰度图像噪声去除效果的方法，其特征在于：它包括下述步骤：

步骤A、设定工作模式为灰度质心方法检测模式，并设定CMOS图像传感器(2)参数、编码器(9)参数、半导体激光器(8)参数和二维微动单元(6)参数，并存储CMOS图像传感器(2)参数、编码器(9)参数、半导体激光器(8)参数和二维微动单元(6)参数；

步骤B、计算机(10)向编码器(9)发送编码指令，同时控制半导体激光器(8)发光；编码器(9)为半导体激光器(8)提供调制信号；

步骤C、计算机(10)控制二维微动单元驱动器(7)，使二维微动单元(6)产生运动，使光斑在CMOS图像传感器(2)上所成像产生运动形成图像；

步骤D、计算机(10)接收CMOS图像传感器(2)采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；

计算机(10)根据设定的噪声类型和具体参数对图像信息进行加噪声；

计算机(10)根据现有光斑灰度图像噪声去除方法对含有噪声图像进行去噪处理，计算处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像及数据处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；

比较加噪声前与加噪声后的图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，获取现有光斑灰度图像噪声去除方法的精度。

6.根据权利要求5所述的检测现有灰度图像噪声去除效果的方法，其特征在于：步骤D所述的计算机(10)接收CMOS图像传感器(2)采集的图像信息，采用标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；计算机(10)根据设定的噪声类型和具体参数对图像信息进行加噪声，计算含噪声图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储含噪声图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和；计算机(10)根据现有光斑灰度图像噪声去除方法对含有噪声图像进行去噪处理，计算处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像及数据处理后图像的光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和的具体过程为：

步骤a、计算机(10)配置CMOS图像传感器(2)参数并枚举属性，生成数据存储文件并初始化，进行初始化，执行步骤b；

步骤b、判断数据存储文件是否第一次被执行；判断为是，执行步骤c；判断为否，执行步骤d；

步骤c、根据设定CMOS图像传感器(2)参数，配置设定CMOS图像传感器(2)参数，执行步骤d；

步骤d、判断当前的CMOS图像传感器(2)参数值与上一次CMOS图像传感器(2)参数值是否相同，判断为是，执行步骤c；判断为否，执行步骤e；

步骤e、计算机(10)接收CMOS图像传感器(2)采集的一帧图像，并显示该图像，执行步骤f；

步骤f、计算机(10)计算图像的帧频信息，并显示帧频信息，执行步骤g；

步骤g、根据标准灰度质心方法计算光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤h；

步骤h、计算机(10)根据设定的噪声类型和具体参数对图像信息进行加噪声，执行步骤i；

步骤i、计算加噪声后的图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤j；

步骤j、根据现有光斑灰度图像噪声去除方法对图像进行去除噪声处理，执行步骤k；

步骤k、计算去除噪声后的图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，显示并存储图像光斑灰度质心坐标、像素值中的最大值和像素和，执行步骤l；

步骤l、判断是否接收到停止信号，判断为是，执行步骤m，判断为否，执行步骤b；

步骤m、结束。