隨著遙感技術(shù)在人們生活的各個領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛,人們越來越關(guān)注遙感技術(shù)的發(fā)展,作為遙感技術(shù)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(diǎn)。本文針對遙感成像技術(shù)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的相機(jī)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(shè)計(jì):相機(jī)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(dá)30幀每秒,符合遙感成像的大面陣高分辨率特性。相機(jī)控制器采用Xilinx Zynq-7000系列的XC7Z020芯片進(jìn)行探測器驅(qū)動設(shè)計(jì)和算法嵌入式移植。本次硬件設(shè)計(jì)成功實(shí)現(xiàn)CMV20000的前端驅(qū)動,完成了前端驅(qū)動板設(shè)計(jì),軟件設(shè)計(jì)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(shè)計(jì):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(jié)果做出了評價,評價結(jié)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(shí)現(xiàn)效果相當(dāng)?shù)娜诤闲Ч?具備相當(dāng)?shù)膽?yīng)用價值。最后在本文搭建的相機(jī)平臺上成功實(shí)現(xiàn)了算法移植。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP751;TB852.1
【部分圖文】：

第 2 章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 硬件系統(tǒng)目標(biāo)結(jié)構(gòu)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(qiáng)的計(jì)算能力，能夠滿足算法的計(jì)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(zhǔn)則，本次硬件平臺的目標(biāo)硬件系統(tǒng)框架如下所示。

第 2 章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)CMV20000 傳感器結(jié)構(gòu)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(dāng) 16 個通道都打開時輸出可以通過寄存器配置實(shí)現(xiàn)選定行之內(nèi)的數(shù)據(jù)輸出，實(shí)現(xiàn)開

基于 ZYNQ 的大面陣智能融合相機(jī)設(shè)計(jì) 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(dú)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(fù)雜的邏輯運(yùn)算，例如算法設(shè)計(jì)，DMA 存儲、口的驅(qū)動等。PS 部分的設(shè)計(jì)均是采用的 C 語言設(shè)計(jì)，相較于傳統(tǒng)的計(jì)，在邏輯設(shè)計(jì)上更加的簡潔、方便，簡化軟件設(shè)計(jì)的復(fù)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(shè)計(jì)完全遵守傳統(tǒng)的 FPGA 設(shè)計(jì)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(jìn)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(xì)片上資源結(jié)構(gòu)如下圖所示
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本文編號：2879760