具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本文中术语“多个”，代表两个及以上，包括两个。

本公开的实施例所提供的变星检测方法，包括：

获取原始星图集，所述原始星图集包括多张原始星图；

将多张原始星图的像素值和像素标准差进行归一化处理，得到对应的多张待检测星图；

分别获取多张所述待检测星图中亮度大于周围像素的像素点，标记为待定星点；

根据所述待定星点在不同所述待检测星图中的位置，对齐多张所述待检测星图，得到多张对齐后待检测星图；

对比多张所述对齐后待检测星图中的待定星点的亮度，当对应待定星点的亮度变化在变星亮度判断阈值内时，标记该所述待定星点为选定变星。

可以看出，本公开的实施例所提供的变星检测方法，可以利用亮度筛选待定星点，进而利用所述待定星点对齐待检测星图，然后对比所述待检测星图中的特征星点的亮度，利用同一特征星点的亮度变化选定变星。相比其他利用减除样板获取变星的方法，筛选变星的效率大大提高，而且不容易受干扰。

具体的，请参考图1，图1示出了本公开的实施例所提供的变星检测方法的流程示意图。

本公开的实施例所提供的变星检测方法，包括：

步骤S11：获取原始星图集，所述原始星图集包括多张原始星图。

原始星图集的来源可以根据需要选择，在本公开的实施例中，采用了国家天文台直接从施密特望远镜超新星巡天图获得的星图集。该星图集拍照周期间隔短，数量多，像素分辨率高。

步骤S12：将多张原始星图的像素值和像素标准差进行归一化处理，得到对应的多张待检测星图。

由于拍摄不同星图时的照片和光线情况有所不同，因此需要对多张所述原始星图的亮度均值和对比度进行校准。

在对多张所述原始星图的所述亮度均值进行校准的时候，可以对多张所述原始星图的像素值进行归一化处理，具体操作方法可以为分别求取前后两张原始星图的像素均值，并将该均值作为基准值减去，从而可以矫正所有原始星图的整体亮度偏移，得到亮度校准星图。当然，也可以采用其校准亮度均值的方法。

为了去除原始星图中背景部分的干扰，还可以在对多张所述原始星图的像素值进行归一化处理之后，去除星图中亮度较小的点(过暗点)，从而可以避免这些亮度较小的点，在后续变星检测时产生干扰。

在对多种所述原始星图的亮度均值校准完成之后，需要对对比度进行校准，具体操作方法可以为分别求取多张亮度校准星图的像素标准差，将其作为图片对比度的量化指标，选定一张亮度校准星图为基准亮度校准星图，将其他亮度校准星图的像素标准差(S_*)与所述基准亮度校准星图的像素标准差(S₀)相除，得到像素标准差校准比例S_*/S₀，将每张亮度校准星图的像素值与其像素标准差校准比例相乘，得到的星图即为对亮度和对比度均校准完成的星图，即为待检测星图。

当然，也可以采用其他方法进行对比度校准，例如采用亮度最大值或亮度范围(最大值与最小值之差)的方法进行对比度校准。具体操作方法可以为分别求取多张亮度校准星图的亮度范围(最大值与最小值之差)，将其作为图片对比度的量化指标，选定一张亮度校准星图为基准亮度校准星图，将其他亮度校准星图的亮度范围与所述基准亮度校准星图的亮度范围相除，得到亮度范围校准比例M_*/M₀，将每张亮度校准星图的像素值与其亮度范围校准比例校准相乘，得到的星图即为对亮度和对比度均校准完成的星图，即为待检测星图。

选定施密特望远镜超新星巡天图获得的星图集中p4416198S156x005.fit与p4416198S156x035.fit进行处理，得到的待检测星图请参考图2，图2示出了本公开的实施例所提供的变星检测方法中待检测星图的示意图。

步骤S13：分别获取多张所述待检测星图中亮度大于周围像素的像素点，标记为待定星点。

由于星点的亮度一般比周围亮度的要高，因此可以筛选亮度大于周围像素的像素点，标记为待定星点。

具体的，可以筛选亮度大于上下左右4个像素的像素点，标记为待定星点；也可以筛选亮度大于周围一圈8个像素的像素点，标记为待定星点。

筛选亮度大于上下左右4个像素的像素点，标记为待定星点时，不易遗漏星点，但是所得结果较多，工作量较大；筛选亮度大于周围一圈8个像素的像素点，标记为待定星点时，所得结果更少，工作量较低，但是，有可能遗漏部分星点。

将图2所得到的待检测星图进行提取待定星点后的星图请参考图4，图4示出了本公开的实施例所提供的变星检测方法中待定星点的示意图。

步骤S14：根据所述待定星点在不同所述待检测星图中的位置，对齐多张所述待检测星图，得到多张对齐后待检测星图。

由于所述待检测星图星点对应的星体多为恒星，其相对位置不会发生变化，因此可以选定多个相对位置易于确定的星体，利用其对应所述待定星点在不同所述待检测星图中的位置，可以对齐各个所述待检测星图。

具体的，获得对应所述待定星点在不同所述待检测星图中的位置后，可以选定一张待检测星图为对齐基准待检测星图，求取多个所述待定星点在任一所述待检测星图相对所述对齐基准待检测星图的位移的平均值，作为该所述待检测星图相对所述对齐基准待检测星图的对齐所需位移。

为了提高所述待检测星图的对齐效率，在一种具体实施方式中，请参考图3，图3示出了本公开的实施例所提供的变星检测方法中部分步骤的示意图；所述步骤S14：根据所述待定星点在不同所述待检测星图中的位置，对齐多张所述待检测星图，得到多张对齐后待检测星图的步骤包括：

步骤S141:将每个所述待检测星图，分别按照相同布局划分为多个对齐子区域，选取每个所述待检测星图的每个所述对齐子区域内中亮度最高的待定星点为特征星点。

当几个所述待检测星图对应的所述原始星图的拍摄时间，拍摄设置均相近时，不同所述待检测星图之间，星体的移动距离很小(一般在10像素以内)，且所述待检测星图的放大比例均相同。

选取所述待检测星图的所述对齐子区域内中亮度最高的待定星点为特征星点，然后利用所述特征星点进行所述待检测星图的对齐比较简单。

此时，星体的移动距离可提前估算，选定略大于星体的移动距离的对齐子区域，即可确保所述对齐子区域在不同所述待检测星图中选定的特征星点为同一星点，从而可以利用所述特征星点的位置进行所述待检测星图的对齐。

为了划分简便，可以将所述待检测星图水平方向和竖直方向划分为相同长宽的多个矩形，作为所述对齐子区域。例如，可选择长宽均为128像素的多个矩形作为所述对齐子区域。

步骤S142:根据所述特征星点在不同所述待检测星图中的位置，对齐多张所述待检测星图，得到多张对齐后待检测星图。

具体的，获得所述特征星点在不同所述待检测星图中的位置后，可以选定一张待检测星图为对齐基准待检测星图，求取多个所述特征星点在任一所述待检测星图相对所述对齐基准待检测星图的位移的平均值，作为该所述待检测星图相对所述对齐基准待检测星图的对齐所需位移。

当各个所述待检测星图分辨率相同时，所述对齐所需位移可以取整，这样后续确定变星位置均为整数，比较简单。

当然，也可以将各个所述待检测星图调整为相同的分辨率，再进行对齐。

步骤S15：对比多张所述对齐后待检测星图中的待定星点的亮度，当对应待定星点的亮度变化在变星亮度判断阈值内时，标记该所述待定星点为选定变星。

所述亮度变化为亮度变化的程度相对于所述对齐后待检测星图的亮度变化的平均值的。所述对齐后待检测星图的亮度变化的平均值可以为在不同所述对齐后待检测星图中，所有的所述待定星点的亮度变化的平均值；当各个所述对齐后待检测星图分辨率相同时，所述对齐后待检测星图的亮度变化的平均值也可以为在不同所述对齐后待检测星图中，所有像素点的亮度变化的平均值。按业内通行标准，亮度变化百分比为平均值的3-7倍之内的星点，可认为为变星，因此所述变星亮度判断阈值可设置为3-7倍。

为了提高变星筛选效率，在一种具体实施方式中，请参考图5，图5示出了本公开的实施例所提供的变星检测方法中部分步骤的示意图；所述步骤S15：对比多张所述对齐后待检测星图中的待定星点的亮度，当对应待定星点的亮度变化在变星亮度判断阈值内时，标记该所述待定星点为选定变星的步骤可以包括：

步骤S151:将每个所述对齐后待检测星图，分别按照相同布局划分为多个第一检测子区域。

其中，按照相同布局划分为多个第一检测子区域的含义为每一个第一检测子区域在将多张所述对齐后待检测星图的位置均相同。

为了划分简便，可以将所述待检测星图水平方向和竖直方向划分为相同长宽的多个矩形，作为所述第一检测子区域。

步骤S152:检测多张所述对齐后待检测星图的每个所述第一检测子区域内的亮度最大的所述特征星点的亮度；当多张所述对齐后待检测星图的相同所述第一检测子区域内的亮度最大的所述特征星点的亮度变化在变星亮度判断阈值内时，标记该所述特征星点为一次选定变星。

由于仅检测所述第一检测子区域内的亮度最大的所述特征星点的亮度，相对于检测所述第一检测子区域内的所有所述特征星点的亮度的方法，效率大大提高。

亮度对比的方法如上所述，在此不再赘述。

由于所述第一检测子区域可能正好切割某颗具有多个特征星点的星体，容易导致本不是变星的星体被误检测为变星，为了提高变星检测的准确率，在一种具体实施方式中，所述步骤S15：对比多张所述对齐后待检测星图中的待定星点的亮度，当对应待定星点的亮度变化在变星亮度判断阈值内时，标记该所述待定星点为选定变星的步骤可以还包括：

步骤S153：将每个所述对齐后待检测星图，分别按照另一相同布局划分为多个第二检测子区域。

其中，按照相同布局划分为多个第二检测子区域的含义为每一个第二检测子区域在将多张所述对齐后待检测星图的位置均相同。

可以理解的是，当所述第二检测子区域和所述第一检测子区域的布局完全相同时，后续选择的亮度最大的亮度最大的所述特征星点完全相同，进行亮度检测无意义。所述第二检测子区域和所述第一检测子区域的布局不能完全相同，具体的，所述第二检测子区域和所述第一检测子区域可以区域大小不同，也可以位置不同。

为了划分简便，可以将所述待检测星图水平方向和竖直方向划分为相同长宽的多个矩形，作为所述第二检测子区域。

当所有所述第一检测子区域均为大小相等的矩形，所有所述第二检测子区域均为大小相等的矩形时，为了避免所述第一检测子区域和所述第二检测子区域重复切割同一颗星体，在一种具体实施方式中，所述第一检测子区域和所述第二检测子区域对应的长度或宽度均互质。例如所述第一检测子区域的长度和宽度均为5，所述第二检测子区域的长度和宽度均为11，这样所述第一检测子区域的长度不能被所述第二检测子区域的长度整除，所述第一检测子区域的长度不能被所述第二检测子区域的长度整除。

步骤S154：检测多张所述对齐后待检测星图的每个所述第二检测子区域内的亮度最大的所述特征星点的亮度；当多张所述对齐后待检测星图的相同所述第二检测子区域内的亮度最大的所述特征星点的亮度变化也在变星亮度判断阈值内时，标记该所述特征星点为二次选定变星。

亮度对比的方法如上所述，在此不再赘述。

通过改变检测子区域大小，两次均检测出的变星才确认为二次选定变星。可以避免所述第一检测子区域正好分割某个大星造成误检。

将图4所得到的待定星点的示意图，进行变星检测后的星图，请参考图6和图7，图6示出了本公开的实施例所提供的变星检测方法中变星一所在位置的示意图，图7示出了本公开的实施例所提供的变星检测方法中变星二所在位置的示意图。

在这组数据中一共检测到两颗变星。变星一如图6所示，其亮度变化为142-189(亮度很低的变星，很难检测，证明了算法的有效性)，亮度变化百分比为32.9％，其他星亮度变化百分比均值为9.8％，该变星坐标值为(4002，3966)；变星二如图7所示，其亮度变化为178-253，亮度变化百分比为42.6％，其他星亮度变化百分比均值为9.8％，该变星坐标值为(1389，53)。

可以看出，本公开的实施例所提供的变星检测方法，可以利用亮度筛选待定星点，进而利用所述待定星点对齐待检测星图，然后对比所述待检测星图中的特征星点的亮度，利用同一特征星点的亮度变化选定变星。相比其他利用减除样板获取变星的方法，筛选变星的效率大大提高，而且不容易受干扰。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。

请参考图8，图8示出了本公开的实施例所提供的变星检测装置的示意图。本公开的实施例所提供的变星检测装置包括：

原始星图获取单元，适于获取原始星图集，所述原始星图集包括多张原始星图；

归一化处理单元，适于将多张原始星图的像素值和像素标准差进行归一化处理，得到对应的多张待检测星图；

待定星点获取单元，适于分别获取多张所述待检测星图中亮度大于周围像素的像素点，标记为待定星点；

待检测星图对齐单元，适于根据所述待定星点在不同所述待检测星图中的位置，对齐多张所述待检测星图，得到多张对齐后待检测星图；

变星检测单元，适于对比多张所述对齐后待检测星图中的待定星点的亮度，当对应待定星点的亮度变化在变星亮度判断阈值内时，标记该所述待定星点为选定变星。

可以看出，本公开的实施例所提供的变星检测装置，可以利用亮度筛选待定星点，进而利用所述待定星点对齐待检测星图，然后对比所述待检测星图中的特征星点的亮度，利用同一特征星点的亮度变化选定变星。相比其他利用减除样板获取变星的方法，筛选变星的效率大大提高，而且不容易受干扰。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述待检测星图对齐单元适于将每个所述待检测星图，分别按照相同布局划分为多个对齐子区域，选取每个所述待检测星图的每个所述对齐子区域内中亮度最高的待定星点为特征星点，所述对齐子区域在不同所述待检测星图中选定的特征星点为同一星点；

根据所述特征星点在不同所述待检测星图中的位置，对齐多张所述待检测星图，得到多张对齐后待检测星图。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述变星检测单元适于将每个所述对齐后待检测星图，分别按照相同布局划分为多个第一检测子区域；

检测多张所述对齐后待检测星图的每个所述第一检测子区域内的亮度最大的所述特征星点的亮度；

当多张所述对齐后待检测星图的相同所述第一检测子区域内的亮度最大的所述特征星点的亮度变化在变星亮度判断阈值内时，标记该所述特征星点为一次选定变星。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述变星检测单元还适于：

将每个所述对齐后待检测星图，分别按照另一相同布局划分为多个第二检测子区域，所述第二检测子区域和所述第一检测子区域的布局不同；

检测多张所述对齐后待检测星图的每个所述第二检测子区域内的亮度最大的所述特征星点的亮度；

当多张所述对齐后待检测星图的相同所述第二检测子区域内的亮度最大的所述特征星点的亮度变化也在变星亮度判断阈值内时，标记该所述特征星点为二次选定变星。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，

所有所述第一检测子区域均为大小相等的矩形，所有所述第二检测子区域均为大小相等的矩形，所述第一检测子区域和所述第二检测子区域对应的长度或宽度均互质。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，

所述第一检测子区域或所述第二检测子区域所述第二检测子区域的大小大于所述原始星图中最大星体所占区域的大小。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本公开的实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。

图9示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备90的示意性框图。电子设备90可以用于实现所述变星检测方法。如图所示，电子设备90包括CPU91，其可以根据存储在ROM92中的程序指令或者从存储单元98加载到RAM93中的程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 93中，还可以存储电子设备90操作所需的各种程序和数据。CPU 91、ROM 92以及RAM 93通过总线94彼此相连。I/O接口95也连接至总线94。

电子设备90中的多个部件连接至I/O接口95，包括：输入单元96，例如键盘、鼠标等；输出单元97，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元98，例如磁盘、光盘等；以及通信单元99，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元99允许电子设备90通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他电子设备交换信息/数据。

处理单元91执行上文所描述的各个方法和处理，例如所述变星检测方法。例如，在一些实施例中，所述变星检测方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于计算机可读介质，例如存储单元98。在一些实施例中，程序的部分或者全部可以经由ROM 92和/或通信单元99而被载入和/或安装到电子设备90上。当程序加载到RAM 93并由CPU 91执行时，可以执行上文描述的所述变星检测方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU91可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行所述变星检测方法。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等等。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电子设备包括现场可编程逻辑门阵列(FPGA)。

由于天文图像分辨率大，数据量大，运用普通传统的天文学星图识别与星点提取算法寻找变星其计算量太过于庞大。因此，使用FPGA进行变星检测，利用其专属的数字图像处理模块，以及FPGA并行结构体系的优势可以大大缩短星图处理的时间，并且能以如同流水线的结构方式源源不断地对输入的天文图像进行处理，可以大大提升变星搜索的效率。

本公开的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现所述变星检测方法的一个或多个步骤。

在本公开的上下文中，计算机可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或电子设备使用或与指令执行系统、装置或电子设备结合地使用的程序。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读储存介质。计算机可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或电子设备，或者上述内容的任何合适组合。计算机可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、RAM、ROM、EPROM、光纤、CD-ROM、光学储存电子设备、磁储存电子设备、或上述内容的任何合适组合。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。