【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，屬于星上數(shù)據(jù)綜合處理及應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、圖像融合技術(shù)是針對(duì)統(tǒng)一目標(biāo)源的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過處理和計(jì)算，最大限度的得到高質(zhì)量目標(biāo)信息的技術(shù)。在航天領(lǐng)域，由紅外面陣探測(cè)器高強(qiáng)優(yōu)異的性能，其應(yīng)用愈加廣泛。
2、通過對(duì)面陣遙感探測(cè)器沿在軌推掃方向進(jìn)行高幀率的連續(xù)拍攝，進(jìn)行高幀率的連續(xù)曝光成像，即獲得對(duì)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(shù)據(jù)?；谕粓?chǎng)景的圖像，圖像融合后即可得到一條動(dòng)態(tài)范圍較大的響應(yīng)曲線，輸出具有高信噪比的目標(biāo)圖像的能力。
3、面對(duì)不同工作軌道參數(shù)、不同的工作模式、不同衛(wèi)星平臺(tái)的姿態(tài)控制能力等條件，傳統(tǒng)的推幀成像后對(duì)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(shù)完成圖像數(shù)據(jù)采集和融合處理，應(yīng)用條件較為簡(jiǎn)單固定，對(duì)曝光時(shí)間及次數(shù)、待處理的圖像數(shù)據(jù)選擇無(wú)法更為精準(zhǔn)的選擇和調(diào)整，在更為復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景中略顯不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是：
3、本專利技術(shù)公開了一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，包括：時(shí)鐘與復(fù)位控制模塊、曝光調(diào)整控制模塊、紅外面陣探測(cè)器驅(qū)動(dòng)模塊、存取控制模塊、圖像融合處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊；其中，
4、時(shí)鐘與復(fù)位控制模塊，接收外部管腳輸入復(fù)位信號(hào)與參考時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生本地同步復(fù)位信號(hào)和工作時(shí)鐘；
5、曝光調(diào)
6、紅外面陣探測(cè)器驅(qū)動(dòng)模塊，將時(shí)鐘與復(fù)位控制模塊發(fā)送的工作時(shí)鐘進(jìn)行分頻，向紅外面陣探測(cè)器輸出像元時(shí)鐘信號(hào)；根據(jù)像元時(shí)鐘信號(hào)、曝光調(diào)整控制模塊發(fā)送的曝光次數(shù)和積分時(shí)間碼值，產(chǎn)生積分時(shí)間信號(hào)，發(fā)送給紅外面陣探測(cè)器，控制紅外面陣探測(cè)器完成曝光；對(duì)紅外面陣探測(cè)器輸出的原始圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行完整行編排處理后，生成圖像數(shù)據(jù)；將生成的圖像數(shù)據(jù)和曝光調(diào)整控制模塊發(fā)送的成像控制信號(hào)，發(fā)送給存取控制模塊；
7、存取控制模塊，包括兩組存儲(chǔ)單元；根據(jù)成像控制信號(hào)，采用乒乓存儲(chǔ)方式，將生成的圖像數(shù)據(jù)存入bram存儲(chǔ)區(qū)；
8、圖像融合處理模塊，根據(jù)外部總線控制指令，解析融合次數(shù)；根據(jù)融合次數(shù)，從bram存儲(chǔ)區(qū)中讀取所述生成的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行融合處理，將融合后圖像數(shù)據(jù)，發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸模塊；
9、數(shù)據(jù)傳輸模塊，根據(jù)曝光調(diào)整控制模塊發(fā)送的成像控制信號(hào)，將狀態(tài)寄存器值和輔助數(shù)據(jù)，與圖像融合處理模塊發(fā)送的融合后圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編排，產(chǎn)生編排后的圖像數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)傳輸接口向外輸出。
10、進(jìn)一步地，在上述融合系統(tǒng)中，所述乒乓存儲(chǔ)方式，具體為：根據(jù)成像控制信號(hào)，觸發(fā)乒乓標(biāo)記，將bram存儲(chǔ)區(qū)的圖像數(shù)據(jù)，寫入一組存儲(chǔ)單元，并讀取另二組存儲(chǔ)單元中的圖像數(shù)據(jù)，傳輸至圖像融合處理模塊。
11、進(jìn)一步地，在上述融合系統(tǒng)中，所述對(duì)面陣圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行行編排處理，存入存儲(chǔ)區(qū)，具體方法為：根據(jù)紅外面陣探測(cè)器輸出圖像的通道順序，將接收到的各通道的面陣圖像數(shù)據(jù)按順序排成完整行，存入存儲(chǔ)區(qū)。
12、進(jìn)一步地，在上述融合系統(tǒng)中，所述對(duì)成像控制信號(hào)、曝光次數(shù)和積分時(shí)間碼值進(jìn)行有效性判斷，具體為：
13、根據(jù)成像控制信號(hào)，得到當(dāng)前成像周期；
14、計(jì)算曝光次數(shù)和積分時(shí)間的時(shí)間總長(zhǎng)；
15、判斷時(shí)間總長(zhǎng)是否小于等于當(dāng)前成像周期；若是，則判斷為有效數(shù)據(jù)，輸出成像控制信號(hào)、積分時(shí)間碼值及曝光次數(shù)；否則，判斷為無(wú)效數(shù)據(jù)。
16、進(jìn)一步地，在上述融合系統(tǒng)中，所述根據(jù)像元時(shí)鐘信號(hào)、曝光調(diào)整控制模塊發(fā)送的曝光次數(shù)和積分時(shí)間碼值，產(chǎn)生積分時(shí)間信號(hào)，具體方法為：
17、根據(jù)像元時(shí)鐘信號(hào)的周期，產(chǎn)生計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值；
18、根據(jù)積分時(shí)間碼值，得到像元時(shí)鐘個(gè)數(shù)數(shù)值；
19、當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值小于等于像元時(shí)鐘個(gè)數(shù)數(shù)值時(shí)，產(chǎn)生符合探測(cè)器工作要求的高低電平信號(hào)，即為積分時(shí)間信號(hào)。
20、進(jìn)一步地，在上述融合系統(tǒng)中，根據(jù)曝光調(diào)整控制模塊發(fā)送的成像控制信號(hào)，將狀態(tài)寄存器值和輔助數(shù)據(jù)，與圖像融合處理模塊發(fā)送的融合后圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編排，具體方法為：
21、在每個(gè)成像控制信號(hào)上升沿，采集輔助數(shù)據(jù)和狀態(tài)寄存器值，得到采集數(shù)據(jù)；
22、將采集數(shù)據(jù)按照采集先后順序進(jìn)行數(shù)據(jù)排列，與圖像數(shù)據(jù)組幀，形成編排后的圖像數(shù)據(jù)。
23、進(jìn)一步地，在上述融合系統(tǒng)中，所述進(jìn)行融合處理，具體方法為：
24、s61、將存儲(chǔ)區(qū)分為一分區(qū)bram1和二分區(qū)bram2；
25、s62、將待融合圖像的第i幀第n行數(shù)據(jù)，存入一分區(qū)bram1中；其中，i≤n，n≤m，n為最大幀數(shù)；m為每幀圖像的最大行數(shù)；
26、s63、第i+1幀第n行數(shù)據(jù)到來(lái)時(shí)，將一分區(qū)bram1中的圖像數(shù)據(jù)讀出，與第i+1幀第n行數(shù)據(jù)中每個(gè)像元對(duì)應(yīng)相加取平均后，融合成一幀圖像，存入二分區(qū)bram2中；
27、s64、第i+2幀第n行數(shù)據(jù)到來(lái)時(shí)，將二分區(qū)bram2中的圖像數(shù)據(jù)讀出，與第i+2幀第n行數(shù)據(jù)相加取平均后，融合成一幀圖像，存入一分區(qū)bram1中；
28、s65、重復(fù)步驟s62～s64，直到達(dá)到融合次數(shù)或者全部圖像數(shù)據(jù)融合處理完成。
29、進(jìn)一步地，在上述融合系統(tǒng)中，所述融合次數(shù)小于等于曝光次數(shù)。
30、進(jìn)一步地，在上述融合系統(tǒng)中，所述外部的總線控制指令，控制圖像融合模式開或關(guān)；若為圖像融合模式關(guān)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸模塊輸出從紅外面陣探測(cè)器發(fā)送的原始圖像數(shù)據(jù)；若為圖像融合模式開時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸模塊輸出為融合后的圖像數(shù)據(jù)。
31、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于：
32、(1)本專利技術(shù)利用fpga實(shí)現(xiàn)面陣紅外探測(cè)器固定幀頻和可變幀頻下的圖像融合成像軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，利用兩組高可靠大容量的ddr3儲(chǔ)存器乒乓緩存實(shí)現(xiàn)高速大面陣紅外探測(cè)器多幀圖像緩存，通過指令實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整幀頻、曝光時(shí)間、曝光次數(shù)，自動(dòng)判別功能模式，不同融合模式的實(shí)時(shí)切換。在提升目標(biāo)圖像能力的同時(shí)，解決并實(shí)現(xiàn)星上面陣紅外探測(cè)器圖像融合的不同需求的兼容，促進(jìn)提升相機(jī)系統(tǒng)功能擴(kuò)展性，提高應(yīng)用效能；
33、(2)本專利技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)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(shí)時(shí)切換，可控性高，更符合實(shí)際應(yīng)用效果；
34、(3)本專利技術(shù)兩組ddr3儲(chǔ)存器乒乓緩存實(shí)現(xiàn)海量圖像數(shù)據(jù)緩存，圖像幀的選擇性靈活，數(shù)據(jù)訪問不沖突；
35、(4)本專利技術(shù)系統(tǒng)整體可控性高，兼容性高，易于擴(kuò)展，有助于軟件架構(gòu)化、產(chǎn)品化開發(fā)。
36、(5)本專利技術(shù)利用fpga實(shí)現(xiàn)紅外面陣探測(cè)器圖像融合成像軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于，包括：時(shí)鐘與復(fù)位控制模塊、曝光調(diào)整控制模塊、紅外面陣探測(cè)器驅(qū)動(dòng)模塊、存取控制模塊、圖像融合處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊；其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于，所述乒乓存儲(chǔ)方式，具體為：根據(jù)成像控制信號(hào)，觸發(fā)乒乓標(biāo)記，將BRAM存儲(chǔ)區(qū)的圖像數(shù)據(jù)，寫入一組存儲(chǔ)單元，并讀取另二組存儲(chǔ)單元中的圖像數(shù)據(jù)，傳輸至圖像融合處理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)面陣圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行行編排處理，存入存儲(chǔ)區(qū)，具體方法為：根據(jù)紅外面陣探測(cè)器輸出圖像的通道順序，將接收到的各通道的面陣圖像數(shù)據(jù)按順序排成完整行，存入存儲(chǔ)區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)成像控制信號(hào)、曝光次數(shù)和積分時(shí)間碼值進(jìn)行有效性判斷，具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)像元時(shí)鐘信號(hào)、曝光調(diào)整控制模塊發(fā)送的曝光次數(shù)和積分時(shí)間碼值，產(chǎn)生積分時(shí)間信號(hào)
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)曝光調(diào)整控制模塊發(fā)送的成像控制信號(hào)，將狀態(tài)寄存器值和輔助數(shù)據(jù)，與圖像融合處理模塊發(fā)送的融合后圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編排，具體方法為：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)行融合處理，具體方法為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于：所述融合次數(shù)小于等于曝光次數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，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(guān)；若為圖像融合模式關(guān)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸模塊輸出從紅外面陣探測(cè)器發(fā)送的原始圖像數(shù)據(jù)；若為圖像融合模式開時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸模塊輸出為融合后的圖像數(shù)據(jù)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于，包括：時(shí)鐘與復(fù)位控制模塊、曝光調(diào)整控制模塊、紅外面陣探測(cè)器驅(qū)動(dòng)模塊、存取控制模塊、圖像融合處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊；其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于，所述乒乓存儲(chǔ)方式，具體為：根據(jù)成像控制信號(hào)，觸發(fā)乒乓標(biāo)記，將bram存儲(chǔ)區(qū)的圖像數(shù)據(jù)，寫入一組存儲(chǔ)單元，并讀取另二組存儲(chǔ)單元中的圖像數(shù)據(jù)，傳輸至圖像融合處理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)面陣圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行行編排處理，存入存儲(chǔ)區(qū)，具體方法為：根據(jù)紅外面陣探測(cè)器輸出圖像的通道順序，將接收到的各通道的面陣圖像數(shù)據(jù)按順序排成完整行，存入存儲(chǔ)區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外面陣探測(cè)器圖像多模式融合系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)成像控制信號(hào)、曝光次數(shù)和積分時(shí)間碼值進(jìn)行有效性判斷，具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王磊，申一偉，劉平，黃義，劉琦，王華，宋博，賀強(qiáng)民，董龍，周志娟，王麗超，于棟，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京空間機(jī)電研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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