發(fā)布時間：2020-11-11 21:20

　　 隨著遙感技術在人們生活的各個領域應用越來越廣泛,人們越來越關注遙感技術的發(fā)展,作為遙感技術最重要的組成部分——遙感圖像的采集和處理也一直是人們研究的重點。本文針對遙感成像技術設計了一個大面陣成像系統(tǒng)用于遙感成像,同時針對大面陣高分辨率遙感圖像處理數(shù)據(jù)多、存儲難度高的問題,研究了基于壓縮感知的遙感圖像融合算法并完成算法在所設計的相機系統(tǒng)的移植工作,具體工作如下:(1)大面陣遙感成像系統(tǒng)設計:相機以大面陣探測器CMV20000為圖像獲取來源,探測器的分辨率為5120*3840,滿分辨率最高達30幀每秒,符合遙感成像的大面陣高分辨率特性。相機控制器采用Xilinx Zynq-7000系列的XC7Z020芯片進行探測器驅(qū)動設計和算法嵌入式移植。本次硬件設計成功實現(xiàn)CMV20000的前端驅(qū)動,完成了前端驅(qū)動板設計,軟件設計完成了對圖像的采集、校正、緩存和輸出,將采集的圖像通過HDMI接口輸出到顯示屏。(2)基于壓縮感知的遙感圖像融合算法設計:本文算法以高分辨率全色圖像(簡稱PAN)和低分辨率多光譜圖像(簡稱MS)融合為課題,提出了一種基于壓縮感知的NSCT圖像融合方法。該算法先和傳統(tǒng)的壓縮感知做比較,本文從參數(shù)AG、IE、MI和QAB/F和CC五個方面對算法的結果做出了評價,評價結果均高于傳統(tǒng)壓縮感知融合算法,然后以40%采樣的本算法和完全采樣的NSCT和DWT相比較,算法可以在40%的采樣率的情況下獲取約20%的時間縮減,同時實現(xiàn)效果相當?shù)娜诤闲Ч?具備相當?shù)膽脙r值。最后在本文搭建的相機平臺上成功實現(xiàn)了算法移植。
【學位單位】：中國科學院大學(中國科學院西安光學精密機械研究所)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP751;TB852.1
【部分圖文】：

第 2 章 硬件系統(tǒng)設計1 硬件系統(tǒng)目標結構本文的硬件平臺開發(fā)是為了完成圖像的采集、存儲、處理和傳輸，同時完成像和算法處理的過程。同時由于本文算法處理的對象是遙感圖像，因此對圖像分辨率要求較高。所以平臺搭建要滿足以下幾個基本要求：) 所選用傳感器要滿足大面陣需求，支持遙感圖像成像；) 控制器要滿足對外部探測器的控制需求，支持大容量數(shù)據(jù)存儲讀��；) 平臺需要具備較強的計算能力，能夠滿足算法的計算需要；) 盡量保證系統(tǒng)簡潔，數(shù)據(jù)不用在多系統(tǒng)之間流動，保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。根據(jù)以上幾個硬件系統(tǒng)的搭建準則，本次硬件平臺的目標硬件系統(tǒng)框架如下所示。

第 2 章 硬件系統(tǒng)設計CMV20000 傳感器結構如圖 3.2 所示。內(nèi)部的序列發(fā)生器為需要的信號。圖像的像素值從傳感器的像素整列中按行讀出，每經(jīng)過前端的 ADC 增益放大，增益放大的倍數(shù)可以通過寄存器配數(shù)字信號就通過多個差分通道讀出。每個差分通道讀出 640 列的器的上下兩端都有 AFE 和差分輸出通道，因此每個 640 列的數(shù)組差分通道輸出，每次同時讀出兩行數(shù)據(jù)當 16 個通道都打開時輸出可以通過寄存器配置實現(xiàn)選定行之內(nèi)的數(shù)據(jù)輸出，實現(xiàn)開

基于 ZYNQ 的大面陣智能融合相機設計 和ARM 之間的一種新型芯片。Zynq 有兩部分組成：由雙核ARM C處理器和單獨的可編程邏輯部分，也可以簡化為 PS 和 PL 兩部分S 部分主要完成的是復雜的邏輯運算，例如算法設計，DMA 存儲、口的驅(qū)動等。PS 部分的設計均是采用的 C 語言設計，相較于傳統(tǒng)的計，在邏輯設計上更加的簡潔、方便，簡化軟件設計的復雜度。然入式系統(tǒng)底層驅(qū)動不好開發(fā)的弊病，芯片本身也自帶有 PL 部分，口和邏輯設計完全遵守傳統(tǒng)的 FPGA 設計開發(fā)原則，使開發(fā)者能靈加其他的外置接口功能。PL 和 PS 部分主要通過 AXI 總線進行數(shù)S 部分可以直接調(diào)用配置 PL 的部分接口。面想是 Zynq 的詳細片上資源結構如下圖所示
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本文編號：2879760