CCD视频信号集成处理器的暗电平自动校正

在应用CCD视频信号集成处理器(视频处理器)的相机系统中,在目标亮度不变的情况下,当增益参数设置较大时,视频处理器的暗电平自动校正过程会导致CCD图像在开始阶段出现灰度值"渐变"和"突变"现象。以EXAR公司XRD98L59为例,对视频处理器内部结构和暗电平自动校正的工作过程进行分析,建立了暗电平自动校正过程的数学模型,通过实验确定了各项参数的值。根据模型计算结果,将相机系统准备时间调整为5s,解决了CCD图像在开始阶段灰度值"渐变"和"突变"的问题。     

多TDI CCD拼接遥感相机异速成像抗干扰设计

多TDI CCD拼接相机在异速工作模式下,不同通道的CCD图像间会存在相互干扰现象,不同行频差会在图像上产生不同斜率、不同宽度的干扰斜条纹。为了解决此问题,文中对原设计电路系统进行了详细分析和优化设计。首先,从异速时序在不同行周期的相位差别上进行分析,异速模式下不同CCD成像电路时序间存在行频差异,导致各个行周期内CCD个别像元上与其他像元叠加的干扰不一致,是干扰斜条纹产生的原因。然后,采取优化关键信号布线方式、系统地和电源布置、去耦电容接地方式等多方面对电路系统进行了改进,优化多TDI CCD成像系统电路抗异速干扰设计。最后,对改进后的电路系统进行测试,去除干扰斜纹,并将图像均方根噪声水平由21.5 mV降低到4.2 mV。结果表明:采用抗干扰技术,有效地去除了通道间干扰斜纹,提高了图像质量。     

基于DMD的红外场景模拟器图像数据传输和分割存储方法

分析了DMD型红外场景模拟器相较电阻阵型在半实物仿真实验中没有广泛应用的原因。通过分析发现DMD型模拟器的数据传输带宽的大小和外同步触发延时长短对系统的实时性都有影响,并且指出图像接口的数据传输带宽高于有效带宽2倍时才能满足系统仿真的高实时性要求。设计了满足实时性要求的专用千兆网的硬件,具有极小的延时时间并且满足UDP/IP协议的数据传输软件和有利于DMD灰度显示高实时性的图像分割和存储的方法。实验验证了该方法能够传输100 Hz以上的分辨率为1 024768的8位灰度图像,而外同步触发信号与系统播放开始信号延时仅为70 s,并具有良好的稳定性。     

在轨完成CCD非均匀性校正的方法

为使空间遥感相机图像具有良好的均匀性,利用XQ2VP40FPGA在轨实时完成TDI-CCD非均匀性校正。首先对CCD非均匀性校正原理进行分析,提出了半饱和灰度值和暗场灰度值的两点校正法;然后,介绍了空间遥感相机的系统结构,利用FPGA实现了校正算法;最后,通过实验对均匀性校正的有效性进行了验证。实验结果证明:FPGA在轨实时完成CCD非均匀性校正的方法是可行的,对于非均匀性5%的TDI-CCD,校正后非均匀性控制在1%以内。     

EEMD在同时消除脉搏血氧检测中脉搏波信号高频噪声和基线漂移中的应用

人体血氧饱和度是基于脉搏波信号测量得到的,然而在脉搏波信号采集的过程中存在着由人体呼吸和仪器本身热噪声等带来的基线漂移和高频噪声,影响人体血氧饱和度的测量精度。因此,该文提出一种总体平均经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)与基于排列熵(Permutation Entropy, PE)的信号随机性检测相结合的方法,同时消除基线漂移和高频噪声。对脉搏波信号进行EEMD分解,计算分解到得到的内在模式分量的排列熵,选取阈值,分别判断并剔除代表高频噪声和基线漂移的内在模式分量。最后信号重构就得到同时消除高频噪声和基线漂移的脉搏波信号。通过自行研制的测量装置所采集的脉搏波信号进行实验验证,利用信号的频谱和交直流比R评价效果。结果表明:该方法有效地同时消除了脉搏波信号中的高频噪声和基线漂移,这将有利于人体血氧饱和度测量精度的提高。     

基于ARM+FPGA的影像交互与显示系统设计

为促进航空测绘信息获取的数字化、一体化、实时化,本文利用FPGA(Field-Programmable Gate Array,即现场可编程门阵列)并行处理的优势结合ARM处理器低功耗高性能的特点,基于ARM+FPGA的双核硬件架构实现了影像的交互与显示。该系统以Linux操作系统为软件开发平台,以ARM11嵌入式处理器为硬件核心、FPGA作为协处理器,采用FPGA片内FIFO(First Input First Output,即先进先出存储器)作为ARM处理器与FPGA之间的高速通信桥梁,针对Linux 2.6.36内核完成了对FPGA设备的驱动设计,并基于Qt图形用户界面实现了影像的实时显示。测试结果表明,ARM处理器与FPGA之间能够实现VGA(640×480)图像的高速交互,帧率可达26帧/s,最大传输带宽为182Mbps。该系统不仅体积小、功耗低、成本低,而且稳定性好、功能强,能够满足航空遥感摄影系统的实时性要求。     

基于DMD的红外景象投射器灰度调制与同步技术

基于数字微镜（DMD）的红外场景投射器可以被应用于场景仿真系统中。论述了应用于红外仿真系统的DMD显示灰度图像的原理和对应的DMD的工作时序,并且设计了基于TI的0.7XGA芯片组的红外场景投射器。该设计支持外部同步触发,投射图像是灰度级是8位,并且投射图像的帧频大于250Hz。仿真系统中的热像仪和投射器的同步将影响采集的结果,分析了热像仪的积分时间包含、超前和滞后于投射器播放时间对系统采集到的图案灰度产生影响,论证了严格同步在红外仿真系统中的必要性,并通过实验数据进一步证明了分析的结果。