基于ADV212的图像压缩系统设计

本文研究了单片实现JPEG2000压缩标准的专用编解码芯片ADV212的硬件结构,并在讨论ADV212的主要特点及工作原理的基础上,利用ADV212配置的特点,构建了一种ADV212组合FPGA的图像压缩实例电路。分析利用该电路系统对实际干涉图直接压缩结果发现,在保证复原光谱的准确度下,压缩比可达到4:1。     

偏振光谱图像去雾技术研究

空气污染严重影响了成像质量,雾霾天气下成像的对比度和分辨率下降。利用不同波段偏振光谱数据的图像去雾研究国内外尚未见报道;运用偏振光谱去雾技术对光谱数据立方体研究具有重要意义。在中重度雾霾天气下,利用光谱仪,获取了380～1 000 nm的可见近红外偏振光谱数据,研究了450,550,650,750和850 nm五个波长下偏振图像和去雾结果。结果表明,波长对图像目标与背景的灰度差值影响显著,去雾后图像的灰度动态范围和平滑度都有显著提升;去雾后图像远景对比度平均提升了5倍,其中450 nm图像对比度最低,但对比度提升量最大,提高了7.13倍;850 nm图像对比度最高,但对比度提升量最小,提高了3.86倍;去雾后不同波长图像的灰度动态范围均有明显展宽,展宽范围为13.5%～28.6%,而图像近景动态范围展宽为33.3%～44.0%。分析了图像复原过程中可能出现的估计误差,根据其产生机理提出了对大气散射光的偏振度和无穷远处的大气散射光强度的校正方法,并总结出了最佳校正系数的选取规律,对未知条件下的图像去雾提出指导。通过斯托克斯参数从原始数据中提取偏振信息,基于大气散射光与景物透射光偏振特性差异对图像去雾,偏振光谱图像去雾技术为光谱图像去雾研究提供一种新手段,也为图像去雾技术的发展提供一种新思路。     

基于PXI和LabWindows/CVI的某型空空导弹数据采集分析系统设计

针对下一代空空导弹技术复杂性对测试保障和可维护性提出的更高要求,提出了一种基于PXI总线的虚拟仪器自动数据采集分析测试系统。系统包括硬件和软件设计,对导弹输出的3种类型数据进行采集分析。系统软件基于LabWindows/CVI平台进行编制。     

基于FTIR光谱技术的霉菌菌种判别研究

为了找出一种快速、简便、准确的方法来探究霉菌试验后武器装备表面生长的霉菌种类,按照标准的试验方法进行了霉菌试验,利用傅里叶红外光谱仪对经过不同菌种腐蚀后的样本进行了测试,获取了光谱数据,并通过对数据进行初步的主成分分析确定了光谱数据的识别区域。采用最小距离匹配、光谱角匹配、光谱信息散度、光谱协方差、主成分分析、偏最小二乘判别分析(Partial Least Squares Discriminant Analysis,PLS-DA)、随机森林等分类算法建立了识别模型。研究结果表明,随机森林算法能够很好地识别霉菌种类,准确率预期在98%以上。基于合适的分类算法,傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared, FTIR)技术能够实现对菌种的有效鉴别。     

基于微小频偏的新的四阶累积量DOA子空间估计法

在采用基于四阶累积量的子空间法进行DOA估计时,一般要求基带信号独立,以保证信号四阶不相干, 否则估计性能将下降。该文提出一种新的四阶累积量DOA估计法,解除了对基带信号独立性的要求。该方法对每一个基带信号分配一个基带载波,基带载波相对射频载波是一个微小偏差。该文推导了在基带信号独立和相关两种情况下,信号四阶相干性与基带载波频率的关系:设计出了在基带信号相关情况下,保证信号四阶不相干的微小频偏集。仿真结果验证了设计的正确性和有效性。     

多壁碳纳米管-Nafion膜修饰铂电极的电化学性质

使用多壁碳纳米管(MWCNTs)和Nafion溶液制备了多壁碳纳米管-Nafion膜修饰的铂电极。运用扫描电子显微镜(SEM)对多壁碳纳米管、Nafion膜、多壁碳纳米管-DMF膜和多壁碳纳米管-Nafion膜进行了形貌表征。通过电化学系统研究了铁氰化钾在多壁碳纳米管-Nafion膜修饰电极、多壁碳纳米管-DMF修饰电极以及未修饰铂电极的表面电化学行为。结果显示,多壁碳纳米管-Nafion膜修饰的电极对铁氰化钾有显著的电化学增强作用,于0.185 V处形成了一个尖锐的还原特征峰,比未修饰的铂电极还原峰增强近8.7倍;在0.231 V处形成了一个较强的氧化特征峰,比未修饰的铂电极氧化峰增强近2.7倍。由于多壁碳纳米管的比表面积大,利用其与Nafion修饰的电极能增强电子传输效率,使测定的峰电流增大,从而提高灵敏度,有助于检测低浓度物质。进一步研究发现,铁氰化钾在未修饰的铂电极表面反应为可逆反应,而在MWCNTsNafion膜修饰后的电极表面反应为不可逆反应。     

大孔径静态干涉成像光谱仪径向畸变导致的谱线偏移误差的校正

为提高大孔径静态干涉成像光谱仪在视场增大时的光谱定标精度,减小径向畸变对光谱精度的影响,本文提出一种基于光谱——畸变关联模型的光谱定标系数修正方法,给出了波数和波长修正公式.采用594.1?nm和632.8?nm气体激光器对成像光谱仪进行了光谱成像实验,并对数据进行了处理和分析.结果表明,当存在0.3％的桶形畸变时,边...     

干涉成像光谱仪的EMC特性分析

进行了干涉成像光谱仪的EMC试验,说明干涉成像光谱仪基本满足EMC试验大纲要求, 除其中个别项目如CE102电源线传导发射、RE102电场辐射发射部分频点超标外,大纲规定的其它试验项目都合格.采取滤波、隔离等措施后,CE102、RE102也合格,表明干涉成像光谱仪可以在其工作的电磁环境中按设计要求运行,并且不对该环境中其它设备构成不能承受的电磁干扰.     

大孔径静态干涉成像光谱仪数据源选择对压缩效果影响的研究

针对实际工程应用中存在的大孔径静态干涉成像光谱仪(large aperture static imaging spectrometer,LASIS)的数据压缩问题,根据LASIS的成像特点,在详细分析其数据特性之后,提出了基于光程差维数据源的压缩,并与以往的LASIS和LAMIS数据源压缩进行对比研究。选择不同的数据源获得的压缩效果不同,为了更合理的选择LASIS数据源,降低压缩算法带来的图像和光谱损失,实验以LASIS原理样机推扫获得的短波红外数据作为研究对象,在详细介绍了三种数据的数据特点以及提取方法之后,变换得到上述三种形式的数据源,采用工程中成熟应用的JPEG和JPEG2000算法对三种数据源分别进行逐帧压缩和重建,然后对压缩效果在图像维、干涉维和光谱维以及压缩比进行了详细的对比分析,并提取视场中三种目标物质的光谱曲线,对压缩前后它们的光谱信息损失进行了度量。实验结果表明,相较于采用LASIS和LAMIS数据源作为压缩对象,以LASIS光程差维数据作为压缩对象,无论是在图像维、干涉维还是光谱维的压缩评价标准下都表现出明显的优越性：同样的压缩方案下,基于光程差维数据源的压缩能在获得较高压缩比的同时获得更低的均方误差和更高的峰值信噪比,且对光谱信息的损失也是三种数据源中最小的。     

基于ADV212的光谱数据压缩系统研究

为了解决现有的存储介质和传输带宽与成像光谱仪(imaging spectrometer)异常庞大的光谱数据量之间的矛盾,本论文选用FPGA搭载JPEG2000压缩专用图像压缩芯片ADV212的方式;利用Xilinx的嵌入式开发套件所提供的可编程嵌入式开发平台和Xilinx MicroBlaze软核处理器设计了硬件系统来实现光谱数据压缩。系统设计使用专用图像压缩芯片,所以不必花费大量时间对JPEG2000算法进行优化,处理数据的速度较高,还原图像的质量较好而且实现起来简单,技术成熟可靠稳定。并在基于DMD的哈达玛成像光谱仪上对所设计系统进行了验证。结果表明该系统达到实时压缩光谱数据的要求。