干涉式成像光譜儀利用光學(xué)干涉系統(tǒng)獲取目標(biāo)區(qū)域的二維干涉圖像,根據(jù)傅里葉變換光譜學(xué)原理得到圖像中各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)。通過分析光譜數(shù)據(jù),可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測和識(shí)別,在大氣檢測、環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測、軍事偵察等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用�，F(xiàn)在的干涉式成像光譜儀系統(tǒng)一般先實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)干涉圖信息,然后將信息壓縮、送到數(shù)據(jù)處理平臺(tái)進(jìn)行光譜復(fù)原及光譜識(shí)別等操作,整個(gè)過程耗時(shí)長,不能達(dá)到軍事偵察、重大災(zāi)難實(shí)時(shí)監(jiān)測等緊急事務(wù)的要求。所以,進(jìn)行干涉式成像光譜儀實(shí)時(shí)光譜識(shí)別研究是格外迫切而必要的。干涉式成像光譜儀實(shí)時(shí)光譜識(shí)別研究面臨干涉式成像光譜儀采集的干涉圖分辨率高、復(fù)原光譜信息量大以及光譜識(shí)別算法實(shí)時(shí)性要求高等技術(shù)難題。FPGA芯片的設(shè)計(jì)方式靈活,適合數(shù)據(jù)的并行和流水線方式處理,容量大,功耗低,相對(duì)于其他處理器更適合數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性處理。本文針對(duì)上述技術(shù)難題對(duì)基于FPGA的空間調(diào)制型干涉式成像光譜儀實(shí)時(shí)光譜識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)如干涉圖數(shù)據(jù)生成、光譜復(fù)原、光譜識(shí)別和目標(biāo)場景反演等進(jìn)行研究,并根據(jù)各關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)模塊,組成干涉式成像光譜儀實(shí)時(shí)光譜識(shí)別系統(tǒng)。本文用干涉圖數(shù)據(jù)生成模塊模擬干涉儀以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器等,為系統(tǒng)提供干涉... 

【文章來源】：桂林電子科技大學(xué)廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

LASIS原理樣機(jī)與干涉圖像

*1 像素經(jīng)非均勻性校正的目標(biāo)場景干涉圖數(shù)t 數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)形成 128*256 的數(shù)據(jù)矩陣對(duì) 128*256 的干涉圖數(shù)據(jù)按列進(jìn)行去直流、 128*256 的復(fù)原光譜圖。由于每列復(fù)原光譜有特征信息，所以只對(duì)每列復(fù)原光譜前 128 的復(fù)原光譜數(shù)據(jù)的第 30、40、50、60、7原光譜與各參考光譜進(jìn)行光譜角匹配，得到各參考光譜對(duì)應(yīng)的光譜角進(jìn)行分析，確定光光譜識(shí)別效果。均勻性校正的 128*256 的干涉圖數(shù)據(jù)，首先據(jù)歸一化到 0 到 255 之間。然后對(duì)歸一化后第 60 列數(shù)據(jù)為例，其去直流前后圖像分別，去直流操作前，信號(hào)波動(dòng)在 150 上下，交 50；去直流操作后，信號(hào)在 0 值上下波動(dòng)，信號(hào)中原有的直流信號(hào)，得到交流信號(hào)。

(a)去直流前數(shù)據(jù) (b)去直流后數(shù)據(jù)圖 2-7 第 60 列干涉圖數(shù)據(jù)圖 2-8 為 FPGA 的 ROM 中存儲(chǔ)的擴(kuò)大了 1024 倍的切趾函數(shù)，將去直流后的干涉流信號(hào)與圖 2-8 中切趾函數(shù)相乘，完成干涉信號(hào)的切趾，然后將切趾后的信號(hào)進(jìn)里葉變換和相位校正，得到復(fù)原光譜和復(fù)原光譜灰度圖像如圖 2-9 所示。圖 2-8 切趾函數(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]嫦娥四號(hào)探測器系統(tǒng)任務(wù)設(shè)計(jì)[J]. 葉培建,孫澤洲,張熇,張立華,吳學(xué)英,李飛.  中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2019(02)
[2]基于FPGA的高光譜異常目標(biāo)檢測RXD算法加速方案[J]. 鄭毓軒,李云松,師艷子,曲家慧,謝衛(wèi)瑩.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(12)
[3]成像光譜遙感在森林病蟲害監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J]. 汪紅,舒清態(tài),吳秋菊,劉延,吉一濤.  中國植保導(dǎo)刊. 2018(01)
[4]基于FPGA的HDMI多模式顯示模塊設(shè)計(jì)[J]. 向梓豪,陸安江.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2017(12)
[5]大氣風(fēng)場探測星載干涉光譜技術(shù)進(jìn)展綜述[J]. 馮玉濤,李娟,趙增亮,原曉斌,余濤,付建國,武魁軍,郝雄波,傅頔,孫劍,王爽.  上海航天. 2017(03)
[6]光譜相似性度量方法研究進(jìn)展[J]. 趙春暉,田明華,李佳偉.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(08)
[7]紅外干涉光譜儀非均勻性在線校正與仿真（英文）[J]. 殷世民,王具民,梁永波,朱健銘,韓國成,陳洪波,陳真誠.  紅外與激光工程. 2016(06)
[8]傅里葉變換紅外成像光譜儀實(shí)時(shí)光譜復(fù)原FPGA芯片系統(tǒng)研究[J]. 殷世民,梁永波,朱健銘,梁晉濤,陳真誠.  紅外與激光工程. 2015(12)
[9]一種動(dòng)態(tài)調(diào)整權(quán)值的交叉相關(guān)光譜匹配算法[J]. 趙冬,吳柯.  地理空間信息. 2015(04)
[10]基于光譜信息散度與光譜角匹配的高光譜解混算法[J]. 劉萬軍,楊秀紅,曲海成,孟煜.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2015(03)

博士論文
[1]基于高光譜成像技術(shù)的土壤水鹽及番茄植株水分診斷機(jī)理與模型研究[D]. 吳龍國.寧夏大學(xué) 2017
[2]月球表面FeO豐度反演與火星大氣沙塵懸浮層數(shù)值模擬研究[D]. 王超.華東師范大學(xué) 2016
[3]星載傅里葉光譜儀星上數(shù)據(jù)處理研究[D]. 鄒曜璞.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2016
[4]基于傅里葉光譜偏振成像技術(shù)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)研究[D]. 閆曉燕.太原理工大學(xué) 2015
[5]大孔徑靜態(tài)干涉光譜成像儀信噪比研究[D]. 王爽.中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2013
[6]城市規(guī)劃動(dòng)態(tài)監(jiān)管衛(wèi)星遙感關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 梁松.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2010

碩士論文
[1]基于FPGA的高光譜圖像RX異常檢測研究[D]. 趙兵.杭州電子科技大學(xué) 2013
[2]干涉光譜成像數(shù)據(jù)處理的FPGA實(shí)現(xiàn)[D]. 王亞琴.中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2012
[3]干涉光譜成像技術(shù)中數(shù)據(jù)處理算法研究[D]. 王琰.南京理工大學(xué) 2010
[4]基于FPGA的高光譜圖像實(shí)時(shí)端元提取技術(shù)研究[D]. 侯浩亮.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



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