基于TDICCD空间相机图像模拟源系统设计

空间相机地面检测系统在投入使用之前,必须进行严格的自检功能测试。为了解决测试时与庞大的CCD相机系统对接造成的时间和物力资源浪费问题,本文结合TDICCD空间相机工作原理,设计了一种空间相机图像模拟源系统。本系统通过USB总线进行图像数据的下传,然后经SRAM缓存,并以流水线作业方式下载到FLASH中实现8通道图像数据的固存。并且可实现对相机行频大小、图像大小进行调整的功能,进而模拟不同型号空间相机。实验结果表明,该图像模拟源USB接口的下载速度可达到40 MB/s,空间相机地面检测系统显示的图像与上位机发送的图像一致,无数据丢失和误码的情况。该相机图像模拟源设计灵活,性能稳定可靠,适用范围广。     

基于Hough变换的摄像机畸变非量测标定方法

广角镜头在获得大视场的同时也引入了严重的光 学畸变,必须对从广角相机所获得的图像进行畸变校正。本文首先 提取图像中的曲线,依据在单参数除式畸变模型下直线段畸变成像近似呈圆弧的特点,在圆 弧拟合过程中标定出畸变参数与 畸变中心的初始近似值;进而采用一种在Hough变换空间中使 用熵函数估计校正后曲线直线度的方 法,利用熵函数对初始近似值作进一步的优化,最终求取更加精确的畸变参数与畸变中心 。基于工程实例,分别利用圆 弧拟合求初始值方法与本文所提出方法对目标图像进行畸变校正。仿真和真实图像实验表明 ,本文方法仅利用单幅图像即可实 现高精度的标定系数,且方法具有较高的稳定性,操作简单、方便和易于实现。     

调制传递函数在遥感图像复原中的应用

针对空间推扫型全色TDICCD 相机在获取、传输和存储图像的过程中引入模糊和噪声导致图像质量下降的问题,提出了一种基于调制传递函数（MTF）的。感图像复原方法。文中的复原方法是通过图像的MTF 恢复出点扩展函数（PSF）,并将其作为退化函数进行图像复原。通过在MTF 提取前对局部图像用同态滤波算法进行增强处理,加强MTF 提取的抗噪声能力,并使用二次复原的方法避免直接加入增强滤波器导致的MTF 误差。使用均值、对比度及边缘强度等指标对。感图像复原结果进行评价。实验结果表明:复原后图像灰度均值提高45%,平均梯度和边缘强度分别是复原前的3.5和1.75 倍,各项评价指标均优于原始图像,并且MTF 所包含面积MTFA 明显增加,该图像复原算法对提高空间TDICCD 相机图像质量有一定的参考意义。     

An image compression method for space multispectral time delay and integration charge coupled device camera

Multispectral time delay and integration charge coupled device （TDICCD） image compression requires a low- complexity encoder because it is usually completed on board where the energy and memory are limited. The Consultative Committee for Space Data Systems （CCSDS） has proposed an image data compression （CCSDS-IDC） algorithm which is so far most widely implemented in hardware. However, it cannot reduce spectral redundancy in mukispectral images. In this paper, we propose a low-complexity improved CCSDS-IDC （ICCSDS-IDC）-based distributed source coding （DSC） scheme for multispectral TDICCD image consisting of a few bands. Our scheme is based on an ICCSDS-IDC approach that uses a bit plane extractor to parse the differences in the original image and its wavelet transformed coefficient. The output of bit plane extractor will be encoded by a first order entropy coder. Low-density parity-check-based Slepian-Wolf （SW） coder is adopted to implement the DSC strategy. Experimental results on space multispectral TDICCD images show that the proposed scheme significantly outperforms the CCSDS-IDC-based coder in each band.     

星上大视场TDICCD相机的多光谱图像无损压缩系统

提出了一种适于成像谱段数相对较少的多光谱TDICCD图像的无损压缩系统。所提出的压缩系统主要分为两步:第一步采用SPE架构的5/3提升整数小波变换去除空间冗余;第二步根据小波系数统计依赖性模型对小波系数进行预测,来消除残余空间冗余和小波系数的谱段冗余。然后将其与预测值做差进而得到预测残差,同时将预测残差进行熵编码得到最终的压缩码流。最后,使用地检检测设备对多光谱TDICCD图像无损压缩系统进行了试验验证。结果表明,压缩系统能快速、可靠稳定地工作,无损压缩比达到1.544 bits/pixel,比现有压缩系统压缩比提高了0.336 bits/pixel。相机工作在不同的侧摆下,压缩系统可以稳定正常地工作,压缩一帧图像最大耗时仅为26.446 ms。本文所提出的压缩系统有效地解决了多光谱TDICCD图像无损压缩比低和压缩算法整体硬件实现困难的问题。     

SDRAM在大视场TDICCD空间相机中的应用

该文针对大视场空间相机中需要缓存的图像数据量大的问题,对高速大容量存储器SDRAM控制技术进行了研究。首先,说明了大视场空间相机中图像数据缓存的需要,根据CCD图像数据和图像缓存工作特点,提出了基于行使能和刷新操作驱动和基于仲裁策略的SDRAM控制器。然后,为了提高图像数据缓存可靠性,针对缓存小数据量场合,提出了(6,8)纠错算法,针对缓存大数据场合提出了RS(143,127)和RS(142,126)码纠错算法。最后,在XX-X空间多光谱相机样机的成像系统上进行了试验验证。实验结果表明:两种控制器工作频率能够达到131 MHz,正常工作时,行使能驱动控制器存取速度达到127.08 MBps,仲裁策略控制器存取速度达到139.788 MBps,两种纠错算法在507 B/row内可以纠正32 b错误。基本满足空间相机中的稳定可靠、高效率的缓存图像数据要求。     

320×240元非制冷焦平面信号处理电路设计

文中详细介绍了320×240元长波非制冷微测辐射热计红外探测器片外信号处理电路 的设计方法和技术关键。预处理电路采用运算放大电路对模拟信号进行放大和缓冲,时序控 制电路采用现场可编程门阵列,完成红外焦平面阵列的驱动和模／数、数／模转换的时钟控制。 应用数字信号处理技术实现UFPA的非均匀性校正,依据工程上比较成熟的参考辐射源两点 校正算法。对于各部分电路的性能,本文也给出了相应的测试结果。     

可编程ASIC技术及其设计

1 引言 电子学设计方法在过去的10年中取得了显著的进步。过去电子产品的设计一直是首先选用标准通用集成电路芯片（例如数字通用芯片74系列等）,然后再由这些芯片和其他元器件自下而上地构成电路、子系统和系统。采用这种方法设计出的电子系统具有元器件的种类和数量较多、体积和功耗大、可靠性低等缺点。随着集成电路技术的不断进步,目前可以把数以亿计的晶体管、几万门及几十万门乃至几百万门的电路集成在一个芯片上。半导体集成电路已从早期的单元集成、部件电路集成发展到整机电路集成和系统电路集成。电子系统的设计方法也由过去集成电路厂家提供通用芯片、整机系统单位采用这些芯片组成电子系统的“Bottom-Up”（自下而上）设计     

无线控制系统人机接口的设计与实现

嵌入式系统中为实现人机交互,常采用液晶显示屏和矩阵键盘作人机接口。文章采用一个192×64的液晶显示屏作为显示界面,两个ZigBee节点实现无线远程控制,液晶模块上还连接有一个矩阵键盘,可通过它发送命令到控制系统。液晶模块可实现中英文混排、LOGO位图显示、反显等一系列功能。实测无线通信距离最大可达到50m,20m以内可实现稳定的数据传输。该人机接口可用于无线抄表、数控等控制系统中。     

适于空间图像闪存阵列的非与闪存控制器

提出一种适于空间应用的非与(NAND,not and)闪存控制器。首先,分析了空间相机存储图像的要求,说明了闪存控制器结构的特点。接着,分析了闪存数据存储差错的机理,针对闪存结构组织特点提出了一种基于BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem,2108,2048,5)码的闪存纠错算法。然后,对传统BCH编码器进行了改进,提出了一种8bit并行蝶形阵列处理机制。最后,使用地面检测设备对闪存控制器进行了试验验证。结果表明,闪存控制器能快速稳定、可靠地工作,在闪存单页2Kbt/page下可以纠正40bit错误,在相机正常工作行频为2.5kHz下拍摄图像时4级流水线闪存连续写入速度达到133Mbit/s,可以满足空间相机图像存储系统的应用。