CN112019745B - 一种获取天区目标图像的方法和天文摄影设备 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种获取天区目标图像的方法和天文摄影设备，所述方法包括以下步骤：步骤一、根据接收的目标天体所对应的目标赤经坐标和目标赤纬坐标，通过一受控可旋转部件带动图像获取装置指向天区目标附近位置，并通过所述图像获取装置拍摄获取天区图像；步骤二、对所述天区图像进行解析以获取图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述受控可旋转部件，确定所述图像获取装置指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标所在的位置；步骤三、根据所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标、所述赤经坐标和赤纬坐标，由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向所述目标天体所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标的目标位置，以供所述图像获取装置拍摄获取天区目标图像；以及步骤四、对所述天区目标图像进行图像处理，以获取图像处理后的天区目标图像。

Description

一种获取天区目标图像的方法和天文摄影设备
技术领域
本发明涉及天文摄像技术领域，进一步涉及一种获取天区目标图像的方法和天文摄影设备。
背景技术
随着科技的发展，天文摄影越来越受人们的青睐。天文摄影设备作为常用的拍摄目标天区的图像的设备，如何提高其拍摄的天文摄影图像的质量是目前亟需解决的难题之一。
例如，极轴对位是天文摄影中的非常重要的环节之一，极轴对位的好坏直接影响到赤道仪跟踪的精度，继而影响到天文摄影图像的质量。传统的，人们都是通过赤道仪的光学极轴镜进行极轴对位，它的原理是在极轴镜前加装一个极轴分划板，其中标有极轴镜的光学中心和北极星标识的位置，由于北极星并不是正好在北天极上，而是距离北天极有一个距离，因此在实际极轴调校中，需要首先根据日期、时间和本赤道仪所在的地球上的位置，计算出北极星应该在分划板中的位置，在极轴镜中将北极星标识移动至分划板中的这个位置，然后再调节赤道仪的水平轴和仰角，将实际看到的北极星与极轴镜中的北极星标识调整至重合。这种操作方式较为复杂，极轴对位的误差也比较大。
后来出现了电子极轴镜，它通过相机拍摄北天极附近的图像，通过软件的方法将图像中的北极星识别出来，然后通过使用者调节赤道仪的水平轴和仰角，将北极星移动至图像中正确的位置，从而实现了极轴的对位。这种方式不需要使用者根据日期、时间和所在地球上的位置计算北极星的位置，相对于光学极轴镜简单了不少，但是它要求拍摄的图像中必须要包含北极星，使用有一定的限制。综上所述，现有的极轴对位方法具有以下不足：1、必须采用与赤道仪极轴同轴设置的极轴镜(光学极轴镜或电子极轴镜)辅助进行极轴对位，增加了装备成本；2、进行极轴对位时，极轴镜的视场必须在天极附近，使用者操作难度较大。
又如，在拍摄目标天体时，人们需要将目标天体对应的赤经和赤纬输入至天文摄影设备中，由天文摄影设备的赤道仪指向输入的赤经和赤纬，以拍摄目标天体所在天区的图像。然而，在实际拍摄过程中，天文摄影设备的赤道仪需要预先定位在天球坐标系中的位置。在现有技术中，常出现因定位赤道仪在天球坐标系中的指向出现偏差，而导致最终拍摄的图像中并未存在目标天体的现象发生。因此，如何精确的定位赤道仪在天球坐标系中的指向是目前所要解决的难题之一。
另外，天文摄影设备自身存在的问题，或拍摄环境如环境亮度如夜晚等问题均是影响天文摄影图像质量的因素之一，因此，如何对拍摄后的图像进行处理，以提高天文摄影图像的质量是目前亟需解决的问题之一。
发明内容
本发明的优势在于提供一种获取天区目标图像的方法和天文摄影设备，其能够获得准确、高质量的天区目标图像，增强使用体验。
为实现上述发明优势，本发明提供了如下技术方案：
一种获取天区目标图像的方法，包括：
步骤一、根据接收的目标天体所对应的目标赤经坐标和目标赤纬坐标，通过一受控可旋转部件带动图像获取装置指向天区目标附近位置，并通过所述图像获取装置拍摄获取天区图像；
步骤二、对所述天区图像进行解析以获取图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述受控可旋转部件，确定所述图像获取装置指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标所在的位置；
步骤三、根据所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标、所述赤经坐标和赤纬坐标，由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向所述目标天体所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标的目标位置，以供所述图像获取装置拍摄获取天区目标图像；以及
步骤四、对所述天区目标图像进行图像处理，以获取图像处理后的天区目标图像。
在本申请的一个或多个实施例中，所述受控可旋转部件为赤道仪或经纬仪。
在本申请的一个或多个实施例中，所述步骤一，包括以下步骤：
A、对天文摄影设备的赤道仪进行极轴对位，使所述赤道仪的赤经轴与地球的自转轴相平行；
B、在所述赤道仪转动一定的角度后，通过安装在所述赤道仪上的图像获取装置拍摄获取天区图像；
其中，所述步骤二，包括以下步骤：
C、通过匹配算法对所述天区图像中的星星与参考星表中的星星进行匹配，以获取所述天区图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述赤道仪，确定所述图像获取装置在天球坐标系中的指向为所述赤经坐标和所述赤纬坐标。
在本申请的一个或多个实施例中，在所述步骤C中，包括：
步骤C1、在所述天区图像中任意选取两颗星，然后以选取的两颗星连线为直径构建圆形区域，在圆形区域内选取另两颗星构成第一四星组合，计算所有第一四星组合对应的第一几何哈希代码；
步骤C2、将参考星表划分网格，并从每个网格中筛选亮度排序靠前的若干星，将筛选出的若干星四个一组构成第二四星组合，计算每个第二四星组合对应的第二几何哈希代码；
步骤C3、第一几何哈希代码和第二几何哈希代码差值在预设第二阈值以内的第一四星组合与第二四星组合匹配成功，当某网格内第二四星组合与第一四星组合匹配成功的数量超过预设第三阈值时，判断图像在该网格对应的天区内，通过匹配成功的第一四星组合与第二四星组合的对应关系得到所述天区图像中心点对应的赤经坐标和赤纬坐标。
在本申请的一个或多个实施例中，在所述步骤A中，包括以下步骤：
S1、通过所述图像获取装置拍摄第一图像，解析第一图像以获取第一坐标文件，通过第一坐标文件建立第一图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系；
S2、将图像获取装置绕极轴旋转一角度后获取第二图像，解析第二图像以获取第二坐标文件，通过第二坐标文件建立第二图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系；
S3、根据第一坐标文件和第二坐标文件计算图像旋转中心的像素坐标；
S4、将图像旋转中心的像素坐标转换为赤道坐标；
S5、将图像旋转中心的赤道坐标转换为地平坐标；
S6、计算图像旋转中心地平坐标与天极地平坐标的差值，判断差值是否低于预设第一阈值，若差值低于预设第一阈值则结束极轴对位，若差值高于预设第一阈值则根据差值调整赤道仪的指向，并通过图像获取装置拍摄第n图像，计算图像旋转中心的地平坐标，计算图像旋转中心地平坐标与天极地平坐标的差值，判断差值是否低于预设第一阈值。
在本申请的一个或多个实施例中，所述方法进一步包括步骤E，对所述天区目标图像进行处理，包括以下步骤：
E1、通过所述图像获取装置分别在暗场、偏置场以及平场下拍摄的图像对所述天区目标图像进行图像校准处理，以获得校准后的天区目标图像；
E2、对校准后所述天区目标图像进行降噪处理，以获得降噪后的天区目标图像；
E3、对降噪后的所述天区目标图像进行多幅叠加处理，以获得天体图像增强且背景图像减弱的天区目标图像；以及
E4、对叠加处理后的所述天区目标图像进行非线性拉伸处理，以获得对图像中的像素进行非线性拉伸后的天区目标图像。
在本申请的一个或多个实施例中，所述步骤E2，包括以下步骤：
E21、确定大于上下左右四个像素点之和的预设倍数的像素点为热噪点；和
E22、将所述上下左右四个像素点的平均值填充为所述热噪点的像素值。
在本申请的一个或多个实施例中，所述步骤E3，包括以下步骤：
E31、确定所述天区目标图像中的星点；
E32、确定以所述星点为顶点的三角形；
E33、响应于两幅图像中的相似三角形的数量大于预设阈值，获得两幅图像中的星点的映射关系，其中映射函数为F(x,y)＝a1+a2*x+a3*y+a4*x*y，其中通过将匹配为相似三角形的8个星点的像素值输入所述函数中，使用矩阵法求解得出参数a1、a2、a3、a4；
E34、将所述天区目标图像的所有像素值输入所述映射函数中，以得到图像对齐后的天区目标图像；以及
E35、将多幅图像对齐后的所述天区目标图像相叠加然后除以叠加数量，以获得多幅叠加处理后的所述天区目标图像。
依本发明的另一方面，进一步提供了一种天区图像的处理方法，包括以下步骤：
对所述天区图像进行图像校准处理，通过所述天区图像与图像获取装置分别在暗场、偏置场以及平场下拍摄的图像相校准，以获得校准后的天区图像；
对校准后所述天区图像进行降噪处理，以获得降噪后的天区图像；
对降噪后的所述天区图像进行多幅叠加处理，以获得天体图像增强且背景图像减弱的天区图像；以及
对叠加处理后的所述天区图像进行非线性拉伸处理，以获得对图像中的像素进行非线性拉伸后的天区图像。
依本发明的另一方面，进一步提供了一种天文摄影设备，包括：
设备主体；
存储介质；以及
处理器，所述处理器与所述设备主体相连接，其中所述存储介质中储存有程序指令，所述程序指令在被所述处理器运行时使所述处理器执行如权利要求1至9任一所述的方法。
依本发明的另一方面，本发明能够实现的有益效果为：
1、通过受控可旋转部件带动图像获取装置拍摄获取天区目标附近位置的天区图像，确定所述图像获取装置当前指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标所在的位置，然后根据所述目标天体所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标、所述图像获取装置当前指向的所述赤经坐标和赤纬坐标，由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向所述目标天区所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标，然后由所述图像获取装置拍摄获取天区目标图像，从而降低误差。
2、通过极轴对位使赤道仪的赤经轴与地球的自转轴相平行，然后确定所述赤道仪在天球坐标系中的指向，使得所述赤道仪能够精确地指向所述目标天体所在的天区，以便于图像获取装置能够精确地拍摄获取所述目标天体所在的天区图像。
3、对拍摄获取的天区目标图像进行图像校准处理、降噪处理、多幅叠加处理以及非线性拉伸处理，使得图像具有更高的信噪比、更好的均匀度、更强的对比度以及更丰富的天体细节，以提高图像质量。
4、将图像压缩成JPG图像传输至移动端，可传输曝光时间较长(一般大于5秒)的深空图像，有利于用户观看相对较弱的目标天体。或将多幅图像编码成视频流传输至移动端，可将曝光时间较短(一般小于0.5秒)的一张张连续的行星图像编码成视频流，便于用户以视频流的方式观看行星。
通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
图1是本发明实施方式中所表示的一个优选实施例的一种获取天区目标图像的方法的方法示意图。
图2是本发明实施方式中所表示的上述优选实施例的所述方法中的采用匹配算法的算法流程图。
图3是本发明实施方式中所表示的上述优选实施例的像素坐标系的构成示意图；
图4是本发明实施方式中所表示的上述优选实施例的赤道坐标系的构成示意图；
图5是本发明实施方式中所表示的上述优选实施例的地平坐标系的构成示意图；
图6是本发明实施方式中所表示的上述优选实施例的天文摄影设备的极轴对位方法的流程示意图；
图7是本发明实施方式中所表示的上述优选实施例的通过安装在赤道仪上的图像获取装置拍摄第一图像的示意图；
图8是本发明实施方式中所表示的上述优选实施例的将图像获取装置绕极轴旋转一角度后获取第二图像的示意图；
图9是本发明实施方式中所表示的上述优选实施例的第一、二图像和图像旋转中心的示意图；
图10是本发明实施方式中所表示的上述优选实施例的四星组合对应几何哈希代码的原理示意图；
图11是本发明实施方式中所表示的上述优选实施例的参考星表的示意图。
图12是本发明实施方式中所表示的上述优选实施例的一种天文摄影设备的模块示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
请参见图1为本申请的一个优选实施例的一种获取天区目标图像的方法的方法示意图，如图1所示，一种获取天区目标图像的方法，包括：
步骤一、根据接收的目标天体所对应的目标赤经坐标和目标赤纬坐标，通过一受控可旋转部件带动图像获取装置指向天区目标附近位置，并通过所述图像获取装置拍摄获取天区图像；
步骤二、对所述天区图像进行解析以获取图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述受控可旋转部件，确定所述图像获取装置指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标所在的位置；
步骤三、根据所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标、所述赤经坐标和赤纬坐标，由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向所述目标天体所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标的目标位置，以供所述图像获取装置拍摄获取天区目标图像；以及
步骤四、对所述天区目标图像进行图像处理，以获取图像处理后的天区目标图像。
在所述步骤一中，当用户输入想要拍摄的目标天体时，用户仅需输入相应的天体信息如天体名称或天体坐标等，由系统在天体数据库中搜索对应的天体的赤经坐标和赤纬坐标，并发送至所述受控可旋转部件，然后由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向输入的赤经坐标和赤纬坐标即目标天体所在的天区，并由所述图像获取装置拍摄获取天区图像。所述天体数据库中存储天体的信息如坐标信息、名称信息等。
需要指出的是，一般情况下，由于存在系统误差或所述受控可旋转部件存在的误差等，使得所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置无法准确地指向目标天体所在的位置，即所述图像获取装置指向天区目标附近位置。也就是说，所述天区目标附近位置在所述目标天体所在的附近位置，与目标天体所在的位置之间存在一定的偏差。此时，由所述图像获取装置拍摄获取天区目标附近位置的天区图像，即所述目标天体可能偏离于所述天区图像的中心位置。
优选地，所述受控可旋转部件为赤道仪或经纬仪。在其他可选实施例中，所述受控可旋转部件也可以是其他可以带动所述图像获取装置的移动装置，在此不受限制。
在所述步骤二中，通过对所述天区图像进行解析，以获得所述天区图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述受控可旋转部件，使得所述受控可旋转部件确定当前指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标，即确定所述图像获取装置当前指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标所在的位置。所述受控可旋转部件一般具有同步接口，仅需将获得的所述天区图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标通过所述同步接口同步至所述受控可旋转部件，所述受控可旋转部件即可确定在天球坐标系中的指向为所述赤经坐标和所述赤纬坐标。
在所述步骤三中，根据所述目标天体所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标、所述图像获取装置当前指向的所述赤经坐标和赤纬坐标，例如坐标偏差值等，由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向所述目标天区所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标，然后由所述图像获取装置拍摄获取天区目标图像，从而降低误差。
为进一步地提供图像质量，在所述步骤四种，通过对所述天区目标图像进行图像处理，可以获得图像质量更高的天区目标图像。
在本实施例中，所述受控可旋转部件被实施为赤道仪，所述步骤一包括以下步骤：
A、对天文摄影设备的赤道仪进行极轴对位，使所述赤道仪的赤经轴与地球的自转轴相平行；
B、在所述赤道仪转动一定的角度后，通过安装在所述赤道仪上的图像获取装置拍摄获取天区图像；
其中，所述步骤二，包括以下步骤：
C、通过匹配算法对所述天区图像中的星星与参考星表中的星星进行匹配，以获取所述天区图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述赤道仪，确定所述图像获取装置在天球坐标系中的指向为所述赤经坐标和所述赤纬坐标。
优选地，在所述步骤B中，所述赤道仪至少偏移北天极5度以上。也就是说，在所述步骤A中，所述赤道仪的零点指向北天极方向，然后，在所述步骤B中，所述赤道仪转动的角度至少为5度，以使，所述赤道仪至少偏移北天极5度以上，此时，由安装在所述赤道仪上的图像获取装置拍摄当前指向的天区图像，以防止出现定位失败。
在本实施例中，在所述步骤C中，通过匹配算法将所述天区图像中的星星与参考星表中的星星进行匹配，若所述天区图像中的星星与所述参考星表中的某个天区中的星星匹配成功，则确定所述赤道仪当前指向该天区，以此确定所述赤道仪在天球坐标系中的指向为所述赤经坐标和所述赤纬坐标。优选地，所述参考星表为USNO-B星表或Two Micron AllSky Survey星表，或者其他模板库的星表(如NGC星表)，在此不受限制。
更优选地，如图2所示为本优选实施例的一个示例的匹配算法的算法流程图。所述匹配算法为四边形匹配算法，所述四边形匹配算法是在结合USNO-B星表和Two MicronAllSky Survey星表建立四边形索引的条件下，观察了系统分别在图像拍摄质量不同、图像通频带变化、图像所占天区面积大小的变化、索引四边形密度变化等环境下图像匹配时间和匹配率的变化。通过所述匹配算法对所述天区图像产生天体数据进行测量，包括图像的望远镜指向、图像比列尺和图像所在方位，然后运用划分网格表格的方法在所述参考星表中建立四边形索引，并用kdtree数据结构(一种分割K维数据空间的数据结构)得到的四边形哈希代码存储起来。通过对图像中产生的每一个四边形哈希代码在kdtree数据结构中寻找阈值范围内的哈希代码并建立假设，然后运用贝叶斯决策理论验证假设，当假设成功时，则匹配成功，输出结果。
进一步地，在本实施例中，所述步骤C包括：
步骤C1、如图10所示，在图像获取装置获取的图像中任意选取两颗星记为A和B，星A的坐标记为(0,0)，星B的坐标记为(1,1)，然后以AB为直径构建圆形区域，在圆形区域内选取另两颗星记为C和D，星C和星D的坐标我们记为(xc,yc)和(xd,yd)，ABCD构成第一四星组合，计算所有第一四星组合对应的第一几何哈希代码。几何哈希代码就是指的四维向量(xc,yc，xd,yd)，它描述了这四颗星的相对位置，这个几何哈希代码在图像平移和尺度变换以及旋转的情况下都是不变的。为了防止C和D产生对称性，我们让xc＜xd，xc+xd≤1来打破这种对称性。
步骤C2、如图11所示，为了不让参考星表中的所有星点都参与匹配，产生过多的运算量。将参考星表划分网格，并从每个网格中筛选亮度排序靠前的若干星(优选为前10颗星)，将筛选出的若干星四个一组构成第二四星组合，计算每个第二四星组合对应的第二几何哈希代码，计算第二几何哈希代码的方法与步骤C1中相同。
步骤C3、第一几何哈希代码和第二几何哈希代码差值在预设第二阈值以内的第一四星组合与第二四星组合匹配成功，当某网格内第二四星组合与第一四星组合匹配成功的数量超过预设第三阈值时，判断图像在该网格对应的天区内，通过匹配成功的第一四星组合与第二四星组合的对应关系得到图像中心点对应的赤道坐标。
值得一提的是，在所述步骤C中，所述赤道仪一般具有同步接口，仅需将获得的所述天区图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标通过所述同步接口同步至所述赤道仪，所述赤道仪即可确定在天球坐标系中的指向为所述赤经坐标和所述赤纬坐标。
在实施例中，如图6所示，在所述步骤A中，包括以下步骤：
S1、先将赤道仪调整为零位位置，通过安装在赤道仪1上的图像获取装置2拍摄第一图像(如图7所示)，解析第一图像以获取第一坐标文件，通过第一坐标文件建立第一图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系；
S2、将图像获取装置绕极轴旋转一角度后获取第二图像(如图8所示)，解析第二图像以获取第二坐标文件，通过第二坐标文件建立第二图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系；
S3、根据第一坐标文件和第二坐标文件计算图像旋转中心(如图9所示)的像素坐标；
S4、将图像旋转中心的像素坐标转换为赤道坐标；
S5、将图像旋转中心的赤道坐标转换为地平坐标；
S6、计算图像旋转中心地平坐标与天极地平坐标的差值，判断差值是否低于预设第一阈值，若差值低于预设第一阈值则结束极轴对位，若差值高于预设第一阈值则根据差值调整赤道仪的指向，并通过图像获取装置拍摄第n图像，计算图像旋转中心的地平坐标，计算图像旋转中心地平坐标与天极地平坐标的差值，判断差值是否低于预设第一阈值。
像素坐标是像素坐标系中的坐标，请参见图3所示，像素坐标系是用来描述图像中像素位置关系的坐标系。通常以图像的左上角为原点，向右为x轴正方向，向下为y轴正方向。
赤道坐标是赤道坐标系中的坐标，地平坐标是地平坐标系中的坐标，赤道坐标系和地平坐标系都是常用的天球坐标系，是用于确定天体在天球(以观测者为球心，以任意长为半径的假象的球面，称为天球)上的位置而建立的球面坐标系。
请参见图4所示，赤道坐标系以天赤道为基本圈，以春分点γ作为原点。圆弧γT是天体X在赤道坐标系中的第一坐标，称为赤经，记为α。天体的赤经由春分点量起，沿逆时针方向量度，自0h至24h(或0°～360°)。
圆弧XT是天体X在赤道坐标系中的第二坐标，叫做赤纬，记为δ。
因为春分点与天体一起运动，所以在赤道坐标系里任何天体的赤经α和赤纬δ都不会因为观测者在不同的地点或不同时间内的观测而有变化，所以，赤道坐标系被广泛应用于天体测量中。
请参见图5所示，地平坐标系对于观测者来说是最直观和最简便的天球坐标系。地平坐标系取地平圈作为基本圈，天顶Z为基本点，以南点S(或北点N)为原点。凡是通过天顶和天底而垂直于地平圈的大圆，统称为地平经圈，凡是平行于地平圈的圆叫地平纬圈。假设有一天体X，过X作地平经圈交地平圈于M，大圆弧SM为天体X的第一坐标，称为地平经度或方位角，记为A，大圆弧XM是天体X的第二坐标，称为地平纬度或高度角，记为h。地平纬度自地平圈起向天顶方向量度，范围是0°～90°，向天底方向量度，范围是0°～-90°。对于离天顶较近的天体，也有采用大圆弧ZX来代替地平纬度的，称为天顶距，记为z。天顶距的量度方法是由天顶到天底，范围是0°～180°，显然有：z＝90°-h。
本发明中像素坐标系到赤道坐标系的坐标转换通过含有WCS算法(WCS算法是由E.W.Greisen和M.R.Calabretta于2002年提出的一种图像像素坐标与天球坐标之间相互转换的算法，根据球面到平面的不同投影方式构建不同的坐标转换函数)的软件程序(参考：https://fits.gsfc.nasa.gov/fits_wcs.html)实现。从像素坐标系到赤道坐标系的坐标转换可分为两步，第一步，从像素坐标系转换到世界坐标系，第二步，从世界坐标系转换到赤道坐标系。
世界坐标系是像素坐标系与天球坐标系(赤道坐标系)相互转换时所使用的中间坐标系，它的目的是建立像素坐标系和天球坐标系之间的联系。解析图像获取的坐标文件中记录有WCS算法的世界坐标系转换参数，这些参数是像素坐标系与天球坐标系相互转换时的系数，通过对这些参数的使用，可以实现像素坐标系与天球坐标系的坐标转换。
含有WCS算法的软件程序根据图像中心点的像素坐标和赤道坐标可以计算出WCS算法的世界坐标系转换参数，但是在解析获取图像中心点的赤道坐标过程中冗余运算量较大，匹配速度较慢，本发明通过匹配算法提高获取图像中心点对应赤道坐标的速度。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述图像获取装置为天文望远镜的主镜头。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述步骤S2中图像获取装置绕极轴旋转60度～180度后获取第二图像。
进一步的，步骤S6中，计算图像旋转中心的地平坐标包括以下步骤：解析第n图像以获取第n坐标文件，通过第n坐标文件建立第n图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系，并将图像旋转中心的像素坐标转换为赤道坐标，将图旋转中心的赤道坐标转换为地平坐标。
进一步的，解析第一/二/n图像以获取第一/二/n坐标文件包括以下步骤：
步骤A1、构建像素坐标系以获取第一/二/n图像的像素坐标；
步骤A2、通过匹配算法获取第一/二/n图像中心点的赤道坐标；
步骤A3、根据第一/二/n图像中心点的像素坐标和赤道坐标，计算WCS算法的世界坐标系转换参数，将WCS算法的世界坐标系转换参数相应保存在第一/二/n坐标文件中。
进一步的，所述步骤S3根据第一坐标文件和第二坐标文件计算图像旋转中心的像素坐标包括以下步骤：
步骤S31、通过第一坐标文件将第一图像中任意一点的像素坐标转换为赤道坐标；
步骤S33、通过第二坐标文件将该任意一点的赤道坐标转换为第二图像中的像素坐标；
步骤S34、计算该任意一点在第一、二图像中像素坐标的差值，取差值最小点在第二图像中的像素坐标作为图像旋转中心的像素坐标。
先将第一图像中某点的像素坐标转换为赤道坐标，然后在第二图像中找到相同赤道坐标点的像素坐标。因为拍摄第二图像前图像获取装置是绕极轴旋转的，所以在第一、二图像中极轴对应的像素坐标相同，找到赤道坐标相同且在两张图像中像素坐标差值最小的点，即是极轴的像素坐标。
本实施方式中，优选采用拟牛顿算法计算两张图像中像素坐标差值最小的点。
在第一、二图像的拍摄间隔时间内，地球一直在自转，所以拍摄的第二图像里除了图像获取装置绕极轴旋转的移动，还包含了地球自转带来的移动。也就是第一图像里的某个点在第二图像里会绕天极转动产生位移，并且第一、二图像的拍摄间隔时间越长位移越大，计算的图像旋转中心像素坐标存在误差。
更进一步的，在本实施方式中所述步骤S31和步骤S33之间还包括步骤S32，步骤S32、将步骤S31中任意一点的赤道坐标的赤经值加上第一、二图像拍摄间隔时间内地球自转角度，以修正步骤S33中赤道坐标的延时误差。
更进一步的，在本实施方式中使用连续的几何哈希方法进行图像中心点和数据库中参考星表(参考星表中心点的赤道坐标为已知坐标)的匹配，从而快速计算出图像中心点的赤道坐标。
具体的，所述步骤A2、通过匹配算法获取第一/二/n图像中心点的赤道坐标包括以下步骤：
步骤A21、如图10所示，在图像获取装置获取的图像中任意选取两颗星记为A和B，星A的坐标记为(0,0)，星B的坐标记为(1,1)，然后以AB为直径构建圆形区域，在圆形区域内选取另两颗星记为C和D，星C和星D的坐标我们记为(xc,yc)和(xd,yd)，ABCD构成第一四星组合，计算所有第一四星组合对应的第一几何哈希代码。几何哈希代码就是指的四维向量(xc,yc，xd,yd)，它描述了这四颗星的相对位置，这个几何哈希代码在图像平移和尺度变换以及旋转的情况下都是不变的。为了防止C和D产生对称性，我们让xc＜xd，xc+xd≤1来打破这种对称性。
步骤A22、如图11所示，为了不让参考星表中的所有星点都参与匹配，产生过多的运算量。将参考星表划分网格，并从每个网格中筛选亮度排序靠前的若干星(优选为前10颗星)，将筛选出的若干星四个一组构成第二四星组合，计算每个第二四星组合对应的第二几何哈希代码，计算第二几何哈希代码的方法与步骤A21中相同。
步骤A23、第一几何哈希代码和第二几何哈希代码差值在预设第二阈值以内的第一四星组合与第二四星组合匹配成功，当某网格内第二四星组合与第一四星组合匹配成功的数量超过预设第三阈值时，判断图像在该网格对应的天区内，通过匹配成功的第一四星组合与第二四星组合的对应关系得到图像中心点对应的赤道坐标。
在本实施例中，本方案可以实现的技术效果还包括：
通过计算图像旋转中心的地平坐标获取极轴的地平坐标(极轴的地平坐标等于图像旋转中心的地平坐标)，可以直接采用天文望远镜的主镜头拍摄图像进行极轴对位，无需另行配备极轴镜，降低了装备成本；
通过解析获取的坐标文件建立图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系，可以将图像中任意一点的像素坐标和赤道坐标相互转换，进行极轴对位时，极轴镜的视场不必限定在天极附近，只需将天文望远镜的主镜头对准任意天区拍摄，然后根据提示调整赤道仪的指向，重复拍摄，再调整赤道仪的指向，使极轴逐渐靠近天极即可，使用者操作简便；
计算图像旋转中心像素坐标(即是极轴像素坐标)时，通过将步骤S31中任意一点的赤道坐标的赤经值加上第一、二图像拍摄间隔时间内地球自转角度，以修正步骤S33中赤道坐标的延时误差，进而可以提高图像旋转中心像素坐标计算的准确度，有益于提升极轴对位精度；
通过匹配算法提高获取图像中心点对应赤道坐标的速度，有益于提高极轴对位效率。
在本申请的优选实施例中，所述步骤四包括以下步骤：
E1、通过所述图像获取装置分别在暗场、偏置场以及平场下拍摄的图像对所述天区目标图像进行图像校准处理，以获得校准后的天区目标图像；
E2、对校准后所述天区目标图像进行降噪处理，以获得降噪后的天区目标图像；
E3、对降噪后的所述天区目标图像进行多幅叠加处理，以获得天体图像增强且背景图像减弱的天区目标图像；以及
E4、对叠加处理后的所述天区目标图像进行非线性拉伸处理，以获得对图像中的像素进行非线性拉伸后的天区目标图像。
在所述步骤E1中，所述天区目标图像为亮场，所述暗场为所述图像获取装置在盖住镜头的情况下，曝光产生的图像，通过所述暗场对所述亮场进行校准处理，以消除所述天区目标图像中的固定热噪点。
进一步地，所述偏置场为所述图像获取装置在盖住镜头的情况下，在尽可能短的曝光时间内获得的图像，通过所述偏置场对所述天区目标图像进行校准处理，以减小设备自身的暗电流噪声的影响。
进一步地，所述平场为将所述图像获取装置连接望远镜，并对着均匀白光拍摄的一张图像，通过所述平场对所述天区目标图像进行校准处理，以减小由于望远镜的光学效应而造成所述天区目标图像中心部分明亮而边缘部分偏暗的影响。
在本申请的实施例中，所述步骤E2，包括以下步骤：
E21、确定大于上下左右四个像素点之和的预设倍数的像素点为热噪点；和
E22、将所述上下左右四个像素点的平均值填充为所述热噪点的像素值。
也就是说，在所述步骤E2中，当所述天区目标图像中的某个像素点的值大于其周围(上下左右)四个像素点的总和的预设倍数时，则认为该像素点位热噪点。因此，当某个像素点被确定为热噪点时，将该热噪点的周围(上下左右)四个像素点的平均值填充到该热噪点的像素的位置，以作为新的像素值，即替代该热噪点的像素值。优选地，所述预设倍数为2.5倍，或其他倍数。
在本申请的实施例中，所述步骤E3，包括以下步骤：
E31、确定所述天区目标图像中的星点；
E32、确定以所述星点为顶点的三角形；
E33、响应于两幅图像中的相似三角形的数量大于预设阈值，获得两幅图像中的星点的映射关系，其中映射函数为F(x,y)＝a1+a2*x+a3*y+a4*x*y，其中通过将匹配为相似三角形的8个星点的像素值输入所述函数中，使用矩阵法求解得出参数a1、a2、a3、a4；
E34、将所述天区目标图像的所有像素值输入所述映射函数中，以得到图像对齐后的天区目标图像；以及
E35、将多幅图像对齐后的所述天区目标图像相叠加然后除以叠加数量，以获得多幅叠加处理后的所述天区目标图像。
在所述步骤E31中，通过对所述天区目标图像进行星点检测处理，确定所述天区目标图像中的星点。一般情况下，星星具有以下特征：尺寸小、亮度衰减一致性(从星点中心向周围越来越暗)、平移不变形、旋转不变性。当然，具备上述特征的，不一定全是星星，也有可能是热噪声等，所以通过所述步骤E1和所述步骤E2，尽可能的排除非星星的点，以提高准确性。进一步地，在检测的星星时，可以进行星点筛选，例如，剔除掉所述天区目标图像中的过于饱和的星、太亮的星、太暗的星、多重星体、位于边缘区域的星，以防止这些星点不利于后续的步骤E34的对齐操作。
在所述步骤E32中，若所述步骤E1中确定所述天区目标图像中有N个星点，则所述天区目标图像中可以找到的三角形的个数为：N*(N-1)*(N-2)/6。
在所述步骤E33中，当所述天区目标图像与参考图像中的相似三角形的数量大于一定的数量，则认为这两幅图像匹配成功，然后，通过这两幅图像中的对应星点的像素值确定两幅图图像中的星点之间的映射关系。优选地，建立映射函数为F(x,y)＝a1+a2*x+a3*y+a4*x*y，其中通过将匹配为相似三角形的8个星点的像素值输入所述函数中，使用矩阵法求解得出参数a1、a2、a3、a4，所述映射函数表示为两幅图像中的星点之间的映射关系。
在所述步骤E34中，将所述天区目标图像的所述像素值输入所述映射函数中，以使多幅所述天区目标图像的像素值相对齐。需要理解的是，所述图像获取装置具有预设的曝光时间，获得多帧所述天区目标图像，在所述步骤E34中，将多帧的所述天区目标图像中的像素值通过所述映射函数相对齐。
在所述步骤E35中，相叠加后的所述天区目标图像中，目标天体的图像增强，而背景图像减弱，以提高图像质量。
在本实施例中，若对所述天区目标图像进行线性拉伸处理，则线性拉伸处理后的图像无法突显出目标天体的细节，很容易使图像过曝，不利于用户观看。具体地，假定原图像f(x,y)的灰度图范围为[a,b]，希望增强后图像g(x,y)的灰度范围扩展到[c,d]，则线性拉伸的公式为：
g(x,y)＝[(d–c)/(b-a)]f(x,y)+c
从公式中可以看出，通过线性拉伸方式得到的图像，具有全域性，无法突显出细节，很容易使图像过曝。而对于天文图像本来就比较暗，所以采用这种线性拉伸处理天文图像的方式很难展示出较好的效果。因此，在本申请中，在所述步骤E4中，采用非线性拉伸对所述天区目标图像进行处理，以提高图像质量。
具体第，在所述步骤E4中，对图像进行非线性拉伸处理，是通过非线性函数对图像中的像素值进行非线性拉伸。所述非线性函数中包括以下三个点：
阴影值(lo)：图像像素的中值–图像像素方差，中值指中位数，是指所述图像中的所有像素值按大小顺序排列，形成一个数列，处于数列中间位置的像素值即为中值。
中间值(m)：图像像素的中值+2.5*图像像素的方差。
高光点(hi)：65535，图像中的每个像素的亮度都是用数值来表示的，在天文图像中每个像素的亮度在计算机中用16bit来表示，16bit在计算机中所能表达的范围是0～65535。因此，所述高光点为65535，为固定值。
非线性函数为MTF，表示如下：
Xp＝(x–lo)/(hi–lo)
MTF(Xp)＝(m-1)*Xp/((2*m-1)*Xp–m)
所述非线性函数是一个平滑的连续函数，中间值m作为中间色调平衡。低于中间值和高于阴影值的像素将会大幅度的拉伸，而高于中间值和低于高光点的像素则会被保护起来，避免过度拉伸导致过曝。因此，本申请中通过非线性拉伸的方式处理得到的所述天区目标图像，可以改善图像显示的对比度，使目标天体的细节显示更加清楚。
在本申请的实施例中，所述方法进一步包括步骤F：
将处理后的所述天区目标图像压缩成JPG图像并传输至移动端，或将处理后的所述天区目标图像编码成视频流并传输至移动端。
也就是说，最终得到的所述天区目标图像可以被传输至移动端，并以JPG图像或视频流的方式在所述移动端中展示。所述移动端如智能移动设备，手机，智能手表，计算机，APP设备等。传输方式可以为WiFi传输，3G，4G，5G网络传输，蓝牙传输等无线传输，或有线传输等。或者，所述天区目标图像可以被存储于存储介质中，如U盘，磁盘，光驱等。
具体地，将图像压缩成JPG图像传输至移动端，可传输曝光时间较长(一般大于5秒)的深空图像，有利于用户观看相对较弱的目标天体。或将多幅图像编码成视频流传输至移动端，可将曝光时间较短(一般小于0.5秒)的一张张连续的行星图像编码成视频流，便于用户以视频流的方式观看行星。
依本发明的另一方面，进一步提供了一种天区图像的处理方法，包括以下步骤：
对所述天区图像进行图像校准处理，通过所述天区图像与图像获取装置分别在暗场、偏置场以及平场下拍摄的图像相校准，以获得校准后的天区图像；
对校准后所述天区图像进行降噪处理，以获得降噪后的天区图像；
对降噪后的所述天区图像进行多幅叠加处理，以获得天体图像增强且背景图像减弱的天区图像；以及
对叠加处理后的所述天区图像进行非线性拉伸处理，以获得对图像中的像素进行非线性拉伸后的天区图像。
如图12所示，本优选实施例进一步提供了一种天文摄影设备，包括：
设备主体101；
存储介质102；以及
处理器103，所述处理器与所述设备主体相连接，其中所述存储介质中储存有程序指令，所述程序指令在被所述处理器运行时使所述处理器执行所述获取天区目标图像的方法，其中所述获取天区目标图像的方法包括：
步骤一、根据接收的目标天体所对应的目标赤经坐标和目标赤纬坐标，通过一受控可旋转部件带动图像获取装置指向天区目标附近位置，并通过所述图像获取装置拍摄获取天区图像；
步骤二、对所述天区图像进行解析以获取图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述受控可旋转部件，确定所述图像获取装置指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标所在的位置；
步骤三、根据所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标、所述赤经坐标和赤纬坐标，由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向所述目标天体所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标的目标位置，以供所述图像获取装置拍摄获取天区目标图像；以及
步骤四、对所述天区目标图像进行图像处理，以获取图像处理后的天区目标图像。
在本申请的一个或多个实施例中，所述处理器执行所述天区目标图像的处理方法，其中所述天区目标图像的处理方法包括：
通过图像获取装置分别在暗场、偏置场以及平场下拍摄的图像对所述天区图像进行图像校准处理，以获得校准后的天区图像；
对校准后所述天区图像进行降噪处理，以获得降噪后的天区图像；
对降噪后的所述天区图像进行多幅叠加处理，以获得天体图像增强且背景图像减弱的天区图像；以及
对叠加处理后的所述天区图像进行非线性拉伸处理，以获得对图像中的像素进行非线性拉伸后的天区图像。
所述设备主体101可以包括图像获取装置，赤道仪，支架等天文摄影设备的组成部件。
所述处理器103可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制所述可移动电子设备中的其他组件以执行期望的功能。
所述存储介质102可以包括一个或多个计算程序产品，所述计算程序产品可以包括各种形式的计算可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算可读存储介质上可以存储一个或多个计算程序指令，所述处理器可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本发明的各个实施例的方法以及/或者其他期望的功能。
在一个示例中，所述可移动电子设备还可以包括：输入装置和输出装置，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
例如，该输入装置可以是例如用于采集图像数据或视频数据的摄像模组等等。
该输出装置可以向外部输出各种信息，包括分类结果等。该输出设备可以包括例如显示器、灯光设备、扫描器、摄像模组、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种获取天区目标图像的方法，其特征在于，包括：
步骤一、根据接收的目标天体所对应的目标赤经坐标和目标赤纬坐标，通过一受控可旋转部件带动图像获取装置指向天区目标附近位置，并通过所述图像获取装置拍摄获取天区图像；
步骤二、对所述天区图像进行解析以获取图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述受控可旋转部件，确定所述图像获取装置指向所述赤经坐标和所述赤纬坐标所在的位置；
步骤三、根据所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标、所述赤经坐标和赤纬坐标，由所述受控可旋转部件带动所述图像获取装置指向所述目标天体所对应的所述目标赤经坐标和目标赤纬坐标的目标位置，以供所述图像获取装置拍摄获取天区目标图像；以及
步骤四、对所述天区目标图像进行图像处理，以获取图像处理后的天区目标图像；
其中，所述步骤一，包括以下步骤：
A、对天文摄影设备的赤道仪进行极轴对位，使所述赤道仪的赤经轴与地球的自转轴相平行；
在所述步骤A中，包括以下步骤：
S1、通过所述图像获取装置拍摄第一图像，解析第一图像以获取第一坐标文件，通过第一坐标文件建立第一图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系；
S2、将图像获取装置绕极轴旋转一角度后获取第二图像，解析第二图像以获取第二坐标文件，通过第二坐标文件建立第二图像像素坐标与赤道坐标转换的映射关系；
S3、根据第一坐标文件和第二坐标文件计算图像旋转中心的像素坐标；
S4、将图像旋转中心的像素坐标转换为赤道坐标；
S5、将图像旋转中心的赤道坐标转换为地平坐标；
S6、计算图像旋转中心地平坐标与天极地平坐标的差值，判断差值是否低于预设第一阈值，若差值低于预设第一阈值则结束极轴对位，若差值高于预设第一阈值则根据差值调整赤道仪的指向，并通过图像获取装置拍摄第n图像，计算图像旋转中心的地平坐标，计算图像旋转中心地平坐标与天极地平坐标的差值，判断差值是否低于预设第一阈值。
2.根据权利要求1所述的获取天区目标图像的方法，其特征在于，所述受控可旋转部件为赤道仪。
3.根据权利要求1或2所述的获取天区目标图像的方法，其特征在于，所述步骤一，还包括以下步骤：
B、在所述赤道仪转动一定的角度后，通过安装在所述赤道仪上的图像获取装置拍摄获取天区图像；
其中，所述步骤二，包括以下步骤：
C、通过匹配算法对所述天区图像中的星星与参考星表中的星星进行匹配，以获取所述天区图像中心点的赤经坐标和赤纬坐标，以供将所述赤经坐标和所述赤纬坐标同步至所述赤道仪，确定所述图像获取装置在天球坐标系中的指向为所述赤经坐标和所述赤纬坐标。
4.根据权利要求3所述的获取天区目标图像的方法，其特征在于，在所述步骤C中，包括：
步骤C1、在所述天区图像中任意选取两颗星，然后以选取的两颗星连线为直径构建圆形区域，在圆形区域内选取另两颗星构成第一四星组合，计算所有第一四星组合对应的第一几何哈希代码；
步骤C2、将参考星表划分网格，并从每个网格中筛选亮度排序靠前的若干星，将筛选出的若干星四个一组构成第二四星组合，计算每个第二四星组合对应的第二几何哈希代码；
步骤C3、第一几何哈希代码和第二几何哈希代码差值在预设第二阈值以内的第一四星组合与第二四星组合匹配成功，当某网格内第二四星组合与第一四星组合匹配成功的数量超过预设第三阈值时，判断图像在该网格对应的天区内，通过匹配成功的第一四星组合与第二四星组合的对应关系得到所述天区图像中心点对应的赤经坐标和赤纬坐标。
5.根据权利要求1至4任一所述的获取天区目标图像的方法，其特征在于，所述步骤四包括以下步骤：
E1、通过所述图像获取装置分别在暗场、偏置场以及平场下拍摄的图像对所述天区目标图像进行图像校准处理，以获得校准后的天区目标图像；
E2、对校准后所述天区目标图像进行降噪处理，以获得降噪后的天区目标图像；
E3、对降噪后的所述天区目标图像进行多幅叠加处理，以获得天体图像增强且背景图像减弱的天区目标图像；以及
E4、对叠加处理后的所述天区目标图像进行非线性拉伸处理，以获得对图像中的像素进行非线性拉伸后的天区目标图像。
6.根据权利要求5所述的获取天区目标图像的方法，其特征在于，所述步骤E2，包括以下步骤：
E21、确定大于上下左右四个像素点之和的预设倍数的像素点为热噪点；和
E22、将所述上下左右四个像素点的平均值填充为所述热噪点的像素值。
7.根据权利要求5所述的获取天区目标图像的方法，其特征在于，所述步骤E3，包括以下步骤：
E31、确定所述天区目标图像中的星点；
E32、确定以所述星点为顶点的三角形；
E33、响应于两幅图像中的相似三角形的数量大于预设阈值，获得两幅图像中的星点的映射关系，其中映射函数为F(x,y)＝a1+a2*x+a3*y+a4*x*y，其中通过将匹配为相似三角形的8个星点的像素值输入所述函数中，使用矩阵法求解得出参数a1、a2、a3、a4；
E34、将所述天区目标图像的所有像素值输入所述映射函数中，以得到图像对齐后的天区目标图像；以及
E35、将多幅图像对齐后的所述天区目标图像相叠加然后除以叠加数量，以获得多幅叠加处理后的所述天区目标图像。
8.一种天文摄影设备，其特征在于，包括：
设备主体；
存储介质；以及
处理器，所述处理器与所述设备主体相连接，其中所述存储介质中储存有程序指令，所述程序指令在被所述处理器运行时使所述处理器执行如权利要求1至7任一所述的方法。
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