【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，屬于星上數據綜合處理及應用。
技術介紹
1、圖像融合技術是針對統一目標源的圖像數據經過處理和計算，最大限度的得到高質量目標信息的技術。在航天領域，由紅外面陣探測器高強優異的性能，其應用愈加廣泛。
2、通過對面陣遙感探測器沿在軌推掃方向進行高幀率的連續拍攝，進行高幀率的連續曝光成像，即獲得對同一地物的多幀高重疊度影像，從而獲得更加豐富的原始數據?；谕粓鼍暗膱D像，圖像融合后即可得到一條動態范圍較大的響應曲線，輸出具有高信噪比的目標圖像的能力。
3、面對不同工作軌道參數、不同的工作模式、不同衛星平臺的姿態控制能力等條件，傳統的推幀成像后對圖像融合處理的形式較為單一，即以固定幀頻，曝光固定次數完成圖像數據采集和融合處理，應用條件較為簡單固定，對曝光時間及次數、待處理的圖像數據選擇無法更為精準的選擇和調整，在更為復雜的應用場景中略顯不足。
技術實現思路
1、本專利技術的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，。
2、本專利技術的技術解決方案是：
3、本專利技術公開了一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，包括：時鐘與復位控制模塊、曝光調整控制模塊、紅外面陣探測器驅動模塊、存取控制模塊、圖像融合處理模塊和數據傳輸模塊；其中，
4、時鐘與復位控制模塊，接收外部管腳輸入復位信號與參考時鐘信號，產生本地同步復位信號和工作時鐘；
5、曝光調
6、紅外面陣探測器驅動模塊，將時鐘與復位控制模塊發送的工作時鐘進行分頻，向紅外面陣探測器輸出像元時鐘信號；根據像元時鐘信號、曝光調整控制模塊發送的曝光次數和積分時間碼值，產生積分時間信號，發送給紅外面陣探測器，控制紅外面陣探測器完成曝光；對紅外面陣探測器輸出的原始圖像數據，進行完整行編排處理后，生成圖像數據；將生成的圖像數據和曝光調整控制模塊發送的成像控制信號，發送給存取控制模塊；
7、存取控制模塊，包括兩組存儲單元；根據成像控制信號，采用乒乓存儲方式，將生成的圖像數據存入bram存儲區；
8、圖像融合處理模塊，根據外部總線控制指令，解析融合次數；根據融合次數，從bram存儲區中讀取所述生成的圖像數據，進行融合處理，將融合后圖像數據，發送給數據傳輸模塊；
9、數據傳輸模塊，根據曝光調整控制模塊發送的成像控制信號，將狀態寄存器值和輔助數據，與圖像融合處理模塊發送的融合后圖像數據進行編排，產生編排后的圖像數據，通過數據傳輸接口向外輸出。
10、進一步地，在上述融合系統中，所述乒乓存儲方式，具體為：根據成像控制信號，觸發乒乓標記，將bram存儲區的圖像數據，寫入一組存儲單元，并讀取另二組存儲單元中的圖像數據，傳輸至圖像融合處理模塊。
11、進一步地，在上述融合系統中，所述對面陣圖像數據進行行編排處理，存入存儲區，具體方法為：根據紅外面陣探測器輸出圖像的通道順序，將接收到的各通道的面陣圖像數據按順序排成完整行，存入存儲區。
12、進一步地，在上述融合系統中，所述對成像控制信號、曝光次數和積分時間碼值進行有效性判斷，具體為：
13、根據成像控制信號，得到當前成像周期；
14、計算曝光次數和積分時間的時間總長；
15、判斷時間總長是否小于等于當前成像周期；若是，則判斷為有效數據，輸出成像控制信號、積分時間碼值及曝光次數；否則，判斷為無效數據。
16、進一步地，在上述融合系統中，所述根據像元時鐘信號、曝光調整控制模塊發送的曝光次數和積分時間碼值，產生積分時間信號，具體方法為：
17、根據像元時鐘信號的周期，產生計數器的計數值；
18、根據積分時間碼值，得到像元時鐘個數數值；
19、當計數器的計數值小于等于像元時鐘個數數值時，產生符合探測器工作要求的高低電平信號，即為積分時間信號。
20、進一步地，在上述融合系統中，根據曝光調整控制模塊發送的成像控制信號，將狀態寄存器值和輔助數據，與圖像融合處理模塊發送的融合后圖像數據進行編排，具體方法為：
21、在每個成像控制信號上升沿，采集輔助數據和狀態寄存器值，得到采集數據；
22、將采集數據按照采集先后順序進行數據排列，與圖像數據組幀，形成編排后的圖像數據。
23、進一步地，在上述融合系統中，所述進行融合處理，具體方法為：
24、s61、將存儲區分為一分區bram1和二分區bram2；
25、s62、將待融合圖像的第i幀第n行數據，存入一分區bram1中；其中，i≤n，n≤m，n為最大幀數；m為每幀圖像的最大行數；
26、s63、第i+1幀第n行數據到來時，將一分區bram1中的圖像數據讀出，與第i+1幀第n行數據中每個像元對應相加取平均后，融合成一幀圖像，存入二分區bram2中；
27、s64、第i+2幀第n行數據到來時，將二分區bram2中的圖像數據讀出，與第i+2幀第n行數據相加取平均后，融合成一幀圖像，存入一分區bram1中；
28、s65、重復步驟s62～s64，直到達到融合次數或者全部圖像數據融合處理完成。
29、進一步地，在上述融合系統中，所述融合次數小于等于曝光次數。
30、進一步地，在上述融合系統中，所述外部的總線控制指令，控制圖像融合模式開或關；若為圖像融合模式關時，數據傳輸模塊輸出從紅外面陣探測器發送的原始圖像數據；若為圖像融合模式開時，數據傳輸模塊輸出為融合后的圖像數據。
31、本專利技術與現有技術的有益效果在于：
32、(1)本專利技術利用fpga實現面陣紅外探測器固定幀頻和可變幀頻下的圖像融合成像軟件系統設計，利用兩組高可靠大容量的ddr3儲存器乒乓緩存實現高速大面陣紅外探測器多幀圖像緩存，通過指令實時動態調整幀頻、曝光時間、曝光次數，自動判別功能模式，不同融合模式的實時切換。在提升目標圖像能力的同時，解決并實現星上面陣紅外探測器圖像融合的不同需求的兼容，促進提升相機系統功能擴展性，提高應用效能；
33、(2)本專利技術可以實現多幀頻、多曝光模式下的多幀圖像融合或原圖輸出，模式之間實時切換，可控性高，更符合實際應用效果；
34、(3)本專利技術兩組ddr3儲存器乒乓緩存實現海量圖像數據緩存，圖像幀的選擇性靈活，數據訪問不沖突；
35、(4)本專利技術系統整體可控性高，兼容性高，易于擴展，有助于軟件架構化、產品化開發。
36、(5)本專利技術利用fpga實現紅外面陣探測器圖像融合成像軟件系統設計，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于，包括：時鐘與復位控制模塊、曝光調整控制模塊、紅外面陣探測器驅動模塊、存取控制模塊、圖像融合處理模塊和數據傳輸模塊；其中，
2.根據權利要求1所述的一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于，所述乒乓存儲方式，具體為：根據成像控制信號，觸發乒乓標記，將BRAM存儲區的圖像數據，寫入一組存儲單元，并讀取另二組存儲單元中的圖像數據，傳輸至圖像融合處理模塊。
3.根據權利要求1所述的一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于，所述對面陣圖像數據進行行編排處理，存入存儲區，具體方法為：根據紅外面陣探測器輸出圖像的通道順序，將接收到的各通道的面陣圖像數據按順序排成完整行，存入存儲區。
4.根據權利要求1所述的一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于，所述對成像控制信號、曝光次數和積分時間碼值進行有效性判斷，具體為：
5.根據權利要求1所述的一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于，所述根據像元時鐘信號、曝光調整控制模塊發送的曝光次數和積分時間碼值，產生積分時間信號
6.根據權利要求1所述的一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于，根據曝光調整控制模塊發送的成像控制信號，將狀態寄存器值和輔助數據，與圖像融合處理模塊發送的融合后圖像數據進行編排，具體方法為：
7.根據權利要求1所述的一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于，所述進行融合處理，具體方法為：
8.根據權利要求1所述的一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于：所述融合次數小于等于曝光次數。
9.根據權利要求1所述的一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于：所述外部的總線控制指令，控制圖像融合模式開或關；若為圖像融合模式關時，數據傳輸模塊輸出從紅外面陣探測器發送的原始圖像數據；若為圖像融合模式開時，數據傳輸模塊輸出為融合后的圖像數據。
...【技術特征摘要】
1.一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于，包括：時鐘與復位控制模塊、曝光調整控制模塊、紅外面陣探測器驅動模塊、存取控制模塊、圖像融合處理模塊和數據傳輸模塊；其中，
2.根據權利要求1所述的一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于，所述乒乓存儲方式，具體為：根據成像控制信號，觸發乒乓標記，將bram存儲區的圖像數據，寫入一組存儲單元，并讀取另二組存儲單元中的圖像數據，傳輸至圖像融合處理模塊。
3.根據權利要求1所述的一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于，所述對面陣圖像數據進行行編排處理，存入存儲區，具體方法為：根據紅外面陣探測器輸出圖像的通道順序，將接收到的各通道的面陣圖像數據按順序排成完整行，存入存儲區。
4.根據權利要求1所述的一種紅外面陣探測器圖像多模式融合系統，其特征在于，所述對成像控制信號、曝光次數和積分時間碼值進行有效性判斷，具體為：
5.根據權利要求1所述的一種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王磊，申一偉，劉平，黃義，劉琦，王華，宋博，賀強民，董龍，周志娟，王麗超，于棟，
申請(專利權)人：北京空間機電研究所，
類型：發明
國別省市：
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