基于FPGA的干涉式红外成像光谱仪实时光谱复原研究

对目标的实时探测与识别是当前干涉式红外成像光谱仪领域研究的热点问题,而光谱仪实时光谱复原是有效解决该问题的前提。利用可见光相机模拟干涉仪而得到干涉图信号,利用高速大容量FPGA芯片设计了一种干涉式红外成像光谱仪实时光谱复原系统。系统主要由干涉图数据预处理、实时光谱复原以及光谱显示等模块组成,以流水线方式运行,能够实时输出目标的光谱信息,具有运算速度快、体积小、便于算法升级等优点,为光谱仪对目标的实时探测与识别研究奠定了良好的技术基础。     

基于FPGA的成像光谱仪多通道实时光谱识别设计

实时光谱识别是目前干涉式成像光谱仪领域研究的热点问题之一,其难点在于复原光谱数据量大及对识别算法的实时性要求高。基于FPGA器件设计了一种基于光谱角匹配(SAM)算法的干涉式成像光谱仪多通道实时光谱识别系统。该系统将多个不同的参考光谱分别存储在其对应通道的存储器中,根据SAM算法实时计算输入光谱与各通道参考光谱之间的光谱角,通过对各通道输出的光谱角进行比较而实现光谱的实时识别。仿真结果表明,系统在Xilinx芯片XC7A100TFGG484-2上对复原光谱进行实时有效识别的运行频率可达100MHz。系统以流水线方式运行,具有速度快、体积小、便于升级等优点,为干涉式成像光谱仪实时光谱识别的工程实现提供了一种有效的技术途径。     

宽场偏振干涉成像光谱仪的调制度研究

干涉成像光谱技术是一种集双光束干涉技术、二维成像技术以及高分辨率光谱技术于一体的高新遥感探测技术,常用来进行监视、识别和探测各种民用和军事目标。基于双折射晶体的宽场偏振型干涉成像光谱仪是该技术中的一种典型代表,组成其系统的偏光元件的性能是决定其成像质量和光谱复原精度的关键因素。论文考虑元件偏振误差和延迟误差对光路传播的影响,采用偏振追迹法推导出了系统干涉调制度的理论表达式,给出了其随入射角、入射波长、入射方位角以及元件偏振化方向和相位延迟量的变化特性,并定量分析了其允差范围。这为基于偏光器件成像光谱仪的系统设计、高光谱复原以及工程实践提供了重要的理论指导和技术支持。     

傅里叶变换红外成像光谱仪实时光谱复原FPGA芯片系统研究

针对傅里叶变换红外成像光谱仪实时数据处理技术的要求,研究了一种基于FPGA的集干涉图非均匀性校正、光谱复原、光谱辐射定标于一体的傅里叶变换红外成像光谱仪实时光谱复原芯片系统。该系统对输入信号做了标准化设计,以流水线方式输出目标的复原光谱信息,可嵌入到各种类型的红外/可见光傅里叶变换成像光谱仪的实时数据处理系统中,具有体积小、运算速度快、稳定可靠及易于升级等优点,为基于光谱特征的目标实时识别奠定了良好的技术基础。     

干涉成像光谱仪高速数据采集存储的研究

在工业控制领域,实时数据采集是一个基本而且重要的环节.如何提高数据采集的实时性一直是工控技术人员所关心的问题,本文介绍了基于32位高速数据采集板7300A的干涉成像光谱仪高速数据采集系统,详细阐述了在Windows NT下用VC 6.0实现高速数据采集、存储与实时显示过程.在实现过程中采用了多线程、定时器、双缓存等技术,保证了数据采集、存储与显示的稳定性、实时性.     

干涉成像光谱仪切趾函数对复原光谱的影响分析

随着搭载干涉成像光谱仪HJY20-1-A的我国环境与减灾遥感卫星HJ-1A即将发射,我国干涉光谱成像研究也从实验室开始走向实用化.在干涉光谱成像过程中,切趾函数处理是干涉成像光谱仪光谱复原过程中的一个重要环节,对复原光谱的精度有着极其重要的影响.根据HJY20-1-A的参数设置,文中首先模拟了24种典型地物对应于HJY20-1-A和其它最大光程差设置的干涉成像光谱仪数据,在不同切趾函数作用下的复原光谱,结果表明Hanning函数是其中最有效、最为稳定的切趾函数,同时发现切趾函数的应用虽然可以提高复原光谱的精度,但与真实光谱仍存在一定差距,尤其对应HJY20-1-A,复原光谱的精度更加有限.在以上分析基础上,提出了基于仪器线型函数标准化的光谱复原改进算法,实验结果证实了该方法可以显著提高复原光谱精度,尤其适用于最大光程差较小的空间调制型干涉成像光谱仪.最后,就HJY20-1-A复原光谱对3种典型植被指数求解,进一步证明了该方法的有效性.     

星载干涉成像光谱仪高速数据采集系统的设计

在工业及航空航天测控领域,实时数据采集存储是一个基本而且重要的环节。如何提高数据采集存储的实时性一直是技术人员所关心的问题。结合32位高速数据采集板7300A在星载干涉成像光谱仪高速数据采集记录系统的应用,阐述了在Windows NT下用vc6．0实现高速数据采集、存储与实时显示过程。在实现过程中采用了多线程、定时器、双缓存和同步对象等技术,有效保证了光谱数据采集、存储与显示的稳定性、实时性,用高速数字采集卡实现了高速数字图像采集卡的功能。     

偏振干涉成像光谱技术研究进展

综述空间调制偏振干涉成像光谱技术及其研究进展。介绍了偏振分束器（双折射晶体）的分光机理和目前国内外有代表性的偏振型光谱仪及成像光谱仪方案及发展现状,并就其广泛应用作了论述。     

实时红外化学成像光谱仪器

红外吸收光谱是人们用以分析一种材料的化学成分的方法之一。由于傅里叶变换技术的引入,红外吸收光谱已被广泛用于分析分子的特性和数量。但即使如此,无论是常规的红外吸收光谱仪还是傅里叶变换红外吸收光谱仪,都需要花费时间进行复杂的计算才能获得样品的红外吸收光谱。本发明提供一种实时红外化学成像光谱仪器,它包     

基于FPGA的傅里叶变换成像光谱仪实时数据采集与显示系统设计

利用可见光相机模拟干涉仪,基于FPGA设计了傅里叶变换成像光谱仪实时数据采集与显示系统,为后续的实时光谱复原奠定了良好的技术基础。该系统主要由采集、存储、数据变换及显示四个部分组成,主要涉及SAA7113、ILI9325等芯片的配置、SDRAM控制器的设计、像素的提取、色彩空间的变换等。经71ms初始化完成后,各部分协调运行,能够实时输出目标的图像信息,具有运算速度快,便于升级维护,可进行二次开发等优点。     

星载成像光谱仪星上实时数据压缩的研究

针对星载成像光谱仪的地物信息获取模式，运用最佳线性预测压缩技术，并配合霍夫曼（Ｈｕｆｆｍａｎ）高效编码方法，达到对星载成像光谱仪谱、像综合数据进行严格保存信息压缩的目的。给出星载成像光谱仪星上实时数据压缩技术方案的基本原理、系统实现以及相应的实验结果与结论。     

机载成像光谱仪数据采集系统

根据机载成像光谱仪的信号特征，讨论了用于机载成像光谱仪的数据采集系统的总体技术要求，并设计和研制了数据采集的系统。     

机载成像光谱仪图像边缘辐射校正的研究

通过对国产高光谱仪OMIS－I系统的数据进行分析，发现由于地物的二向反射分布等因素的影响图像边缘部分与中心部分的相同地物光谱曲线发生了变化，表现在彩色合成图像上相同地物呈现不同色调，经过对数据深入分析研究后，提出了一种空间参数拟合的直方图匹配方法，并用VC＋＋语言编程实现，取得了很好的效果。     

星载成像光谱仪地物信息的统计控制

分析了星载成像光谱仪地物信息特征,提出并实现了一种地物信息统计控制方法。该方法使系统具有较理想的准确信号量化率与信号数据率;经计算机数字仿真及电路信号模拟表明:系统具备快速的控制过渡过程。     

航空成像光谱水质遥感研究

用ＯＭＩＳ－Ⅱ航空成像光谱仪在有地区进行了地表遥感实验,研究了ＯＭＩＳ－Ⅱ波段反射比Ｒ（２１）／Ｒ（１８）与藻类叶绿素浓度的关系,由ＯＭＩＳ－Ⅱ遥感图像估算了研究区域内发素浓度分布,并将遥感估算值与地面采样数据进行了比较。结果表明,ＯＭＩＳ－Ⅱ能够提高藻类叶绿素定量遥感的精度。     

HIGH RESOLUTION REAL-TIME MEDICAL IMAGING BASED ON PARALLEL BEAMFORMING TECHNIQUE

Improvement of frame-rate is very important for high quality ultrasound imaging of fast-moving structures.It is also one of the key technologies of Three-Dimension (3-D) real-time medical imaging.In th...     

线阵推扫成像光谱仪几何校正误差的理论分析

针对本课题组研制的线阵推扫成像光谱仪和GPS/INS组合定位的集成系统,分析了姿态位置参数、焦距测量和安装角测量引入的几何校正误差,并利用航空试验数据计算出了定量化的误差结果.     

遥感图像数据实时无失真压缩的研究

讨论了对单波段遥感图像和多波段遥感图像都适用的一种实时无失真数据压缩的方法，该方法应用线性预测原理减少数据的冗余度并应用Huffman编码以实现最佳平均码长，文中讨论和比较了几种预测的方法，并选用了2－D空间预测，为方便实现实时的数据压缩，本文对Huffman编码作了必要的简化，对于不同编码技术的结果，文中也进行了讨论，本方法将软件仿真应用于LANDSAT TM，SPOT HRV，AIR SAR以及中科院上海技术物理研究所研制的航空成谱仪的8bit／像元遥感数据，平均压缩比为2，其中最高的为3．1，最低的为1．2。     

大视场红外成像探测系统实时信号处理技术研究

探讨了一种红外成像探测系统实时信号处理算法、硬件结构等关键技术.针对大视场红外探测系统,提出了适用于360°全方位红外目标搜索的实时处理算法原理和流程,并以高性能的数字信号处理器和FPGA芯片以及CPC I总线技术为核心设计了处理能力强、高速数据传输、接口可靠稳定的实时信号处理系统.实验测试表明,该系统工作稳定、可靠,满足总体性能要求.     

红外成像导引头信号处理系统研究

本文是长波红外成像导引头信号处理系统研究与研制过程的技术总结，它叙述了信号处理系统的组成，工作原理，技术指标，关键技术及其研制结果，并对有关参数进行了分析计算。