编码曝光推帧成像技术研究
本文选题:编码曝光 切入点:推帧 出处:《苏州大学》2016年硕士论文
【摘要】:光学遥感成像技术广泛应用于军事侦查、资源勘查、灾情监测等领域。目前光学遥感主要采用线阵探测器,以推扫方式成像,工作效率低,控制系统复杂,设备体积庞大。随着新型大面阵CCD和CMOS芯片问世,遥感逐渐向轻小型、高分辨率的面阵成像系统发展。本文研究面阵空间遥感成像理论和方法,提出基于编码曝光技术的面阵推帧成像方案。首先,阐述本课题的选题依据和研究意义,介绍国内外在面阵遥感成像方面的研究和应用状况,简述本文内容安排。然后,说明“推帧”的概念,分析成像系统在空间分辨率、曝光时间、信噪比及调制传递函数之间存在的制约关系。针对推帧时的前向像移问题,讨论现有像移补偿方法。随后,分析光机补偿式面阵成像方法和面阵时间延迟积分(TDI)成像方法,指出光机补偿式方法需要高精度机械部件,系统控制机构复杂;面阵时间延迟积分法则需实时探测平台速高比,需要设计特殊的时序驱动电路。为避免上述方法的不足,本文提出基于编码曝光技术的面阵遥感成像方法。通过介绍编码曝光原理,重点研究编码曝光在推帧遥感中的应用,提出长度可定、积分时间可控的编码曝光码字优选算法,建立控制曝光的码字查找表和成像链路。仿真实验和光学试验验证了利用编码曝光技术获取面阵推帧图像的可行性,采用PSNR、SSIM等算法评价仿真遥感图像质量。引入图像质量方程(GIQE),根据所模拟地面分辨率3米的遥感系统,计算该成像模型对应的美国国家图像解译度等级标准(NIIRS)。最后,总结论文工作,指出存在的问题和不足,展望今后面阵推帧遥感成像技术的发展前景。
[Abstract]:Optical remote sensing imaging technology is widely used in military investigation, resource exploration, disaster monitoring and other fields.At present, linear array detector is mainly used in optical remote sensing, which is characterized by low efficiency, complex control system and large volume of equipment.With the advent of new large array CCD and CMOS chips, remote sensing is gradually developing to light, small and high resolution area array imaging system.In this paper, the theory and method of planar space remote sensing imaging are studied.First of all, the research basis and significance of this topic are described, and the research and application of area array remote sensing imaging at home and abroad are introduced, and the content arrangement of this paper is briefly described.Then, the concept of "frame extrapolation" is explained, and the relationship between spatial resolution, exposure time, signal-to-noise ratio and modulation transfer function of the imaging system is analyzed.Aiming at the forward image shift problem in frame pushing, the existing image shift compensation methods are discussed.Then, the plane array imaging method and the TDI-based imaging method are analyzed. It is pointed out that the optical compensation method needs high precision mechanical components, and the control mechanism of the system is complex.The array time delay integration method needs real-time detection of platform speed to height ratio, and special timing drive circuit needs to be designed.In order to avoid the shortcomings of the above methods, an area array remote sensing imaging method based on coded exposure technique is proposed in this paper.This paper introduces the principle of coded exposure, focuses on the application of coded exposure in push frame remote sensing, puts forward an optimized algorithm of code exposure codeword selection with variable length and controllable integral time, and establishes the codeword lookup table and imaging link to control exposure.Simulation experiments and optical experiments verify the feasibility of using the coding exposure technique to obtain the area array push-frame images. PSNRX SSIM algorithm is used to evaluate the quality of simulated remote sensing images.The image quality equation (GIQE) is introduced. According to the simulated ground resolution 3 m remote sensing system, the NIIRSS standard corresponding to this imaging model is calculated.Finally, the paper summarizes the work, points out the existing problems and shortcomings, and looks forward to the future development of the area frame remote sensing imaging technology.
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP751
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 叶钊;王超;董小静;朱军;;面阵电荷耦合器件的辐射性能函数(英文)[J];激光与光电子学进展;2014年08期
2 刘金国;余达;周怀得;李广泽;吕世良;孔德柱;;面阵CCD芯片KAI-1010M的高速驱动系统设计[J];光学精密工程;2008年09期
3 张保民;镶嵌面阵传像特性的基本理论模型[J];光学学报;1985年09期
4 王龙平;李会勇;安琦;;一种基于面阵的旁瓣对消方法[J];雷达科学与技术;2012年06期
5 高松信,吕文强,魏彬,武德勇,唐淳,邵冬竹,蒋全伟,左蔚;高平均功率面阵二极管激光器封装[J];光电子技术;2004年03期
6 廖海;孙年春;冯国英;周传明;;532nm激光对面阵和线阵CCD损伤效应实验研究[J];激光技术;2010年05期
7 ;面阵封装方法专利急增、争相吐艳[J];电子元器件应用;2000年09期
8 王建强;黄金杰;;自适应数字波束形成在大型面阵中的应用[J];火控雷达技术;2008年04期
9 ;空间光学[J];中国光学与应用光学文摘;2003年06期
10 邓小丹,潘君骅,窦文斌;毫米波焦面阵成像视场扩大分析[J];电子学报;2003年S1期
相关会议论文 前10条
1 唐淳;武德勇;高松信;将全伟;邵冬竹;左蔚;;高功率准连续面阵二极管激光封装技术[A];中国工程物理研究院科技年报(2000)[C];2000年
2 许昌;周铭;骆瑞伦;金荣泰;;基于面阵CCD成像技术的测量仪器及系统的研制[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
3 李国宁;刘妍妍;金龙旭;任建岳;;用于视频跟踪的帧转移型面阵CCD成像系统的研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
4 姜淑华;刘东月;王文生;;基于显微透镜-面阵CCD的微孔自动测试研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
5 董怡;王斧;徐春梅;;面阵CCD相应曲线的测量与非线性校正[A];第九届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2001年
6 徐寿志;程鹏飞;蔡艳辉;;基于垂直面阵水下定位算法研究[A];第一届中国卫星导航学术年会论文集(下)[C];2010年
7 何平安;范若;;面阵CCD二维小角度测量系统研究[A];第十八届十三省市光学学术会议论文集[C];2010年
8 马冬梅;;面阵CCD光电成像系统靶板图像的测评分析[A];第十三届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2010年
9 罗群;程湘爱;刘璞;饶鹏;甘秋果;;超连续谱光源辐照面阵CCD的干扰效应研究[A];第九届全国物理力学学术会议论文集[C];2009年
10 李桂菊;赵建;;基于大面阵摄像机的多处理器跟踪系统的设计[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
相关博士学位论文 前3条
1 余达;面阵CCD高速成像电路技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
2 龚学艺;空间大面阵凝视成像若干关键技术研究[D];中国科学院研究生院(上海技术物理研究所);2014年
3 王慧;面阵CCD航测相机成像模型与处理技术[D];解放军信息工程大学;2006年
相关硕士学位论文 前10条
1 彭章贤;面阵三维成像激光雷达接收试验系统研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2016年
2 张博铭;基于红外面阵的数字TDI信息获取关键技术研究[D];中国科学院研究生院(上海技术物理研究所);2016年
3 毛保奇;编码曝光推帧成像技术研究[D];苏州大学;2016年
4 费小亮;基于红外面阵扫描系统的弱小目标检测[D];南京理工大学;2016年
5 罗群;宽光谱光源对可见光CCD的干扰效应研究[D];国防科学技术大学;2008年
6 李军;面阵数字波束形成算法研究[D];电子科技大学;2003年
7 韦青;面阵CCD成像驱动及外围电路的设计与实现[D];燕山大学;2009年
8 郑勇健;等六边形面阵自适应波束形成研究[D];沈阳理工大学;2008年
9 杜培强;面阵CCD图像采集处理系统的设计与实现[D];重庆大学;2011年
10 郭伟;基于面阵CCD的钢板几何尺寸测量系统的研究[D];太原科技大学;2013年
,本文编号:1723249
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1723249.html