用于TDICCD推扫相机二维畸变测量的图像数传显示系统

	用于TDICCD推扫相机二维畸变测量的图像数传显示系统
	王旌尧
学位类型	硕士
导师	韩诚山
	2014-11
学位授予单位	中国科学院大学
学位专业	机械电子工程
关键词	空间遥感相机 Camera Link Fpga 高速数传显示系统二维畸变测量 Smear 现象
摘要	遥感技术是一种在现代兴起的探测技术，己经成为了地形测绘、资源探测、军事侦察以及环境监测等诸多领域的最重要手段之一。在航空和航天遥感中，飞机和卫星分别作为载体，但真正要完成指定任务的是各种探测仪器，这些仪器被称为有效载荷。空间遥感相机作为重要的空间有效载荷，是对地遥感的重要手段之一，在航空航天遥感技术中发挥着重要的作用。从上世纪70年代CCD器件出现开始，成像技术逐渐向新的方向，即基于CCD的成像技术发展。现在，基于CCD的空间遥感相机己基本取代了胶片型遥感相机，正式成为空间遥感相机的主流。从使用的CCD类型角度分类，CCD遥感相机大致分为线阵的CCD推扫相机和面阵的CCD框幅式相机。推扫式遥感相机是遥感相机的类型之一。在CCD积分期间内，使CCD光生电荷的运动速度与物体在像面上投影的运动速度相同，这种技术称为时间延迟积分（TDI）技术，TDI模式是面阵CCD的一种工作模式。基于推扫技术的TDI CCD光学遥感器有高光电灵敏度，高信噪比和和很好的像元响应均匀性和暗电流均匀性，并且还具有积分转移时间可调的特性，特别适用于推扫成像的遥感相机。近几年的发展趋势已经证明，基于推扫技术的TDI CCD光学遥感器是目前对地观测光学遥感器发展的主流。影响CCD遥感相机图像产品质量精度的一部分误差来自于成像系统畸变。畸变不影响成像清晰度，但是会使图像严重失真，阻碍后期对图像的辨认、分析和判断，影响对观测目标的定位与分析。本课题以国内某型号TDI CCD遥感相机的研制为背景，负责解决其中的数据传输显示与畸变测量两个功能需求。在某型号相机的研制过程中，需要设计一套满足相关需求的数传显示系统。该系统能够实现相机和PC机之间的数据传输，保证图像的正常显示。本课题中的畸变测量部分，即是基于此系统对图像的实时传输和显示。本课题旨在解决已有畸变测量方法的不足，设计一种基于TDI CCD的面阵工作模式的推扫相机二维畸变测量方法，解决了以往由于TDI CCD仅能够测量一维畸变而必须拆装CCD的问题，能够在保证不需要拆装CCD的前提下简单便捷的测量二维畸变，测量结果直观有效。采集到精确的畸变图像后，进一步使用smear现象抑制算法对面阵CCD工作时产生的smear现象进行了处理，在不需要额外增加成本和操作难度的前提下，能够提高畸变图像测量结果的精确度。本文首先分析了推扫相机和畸变测量的现状和技术背景，结合项目背景和需求，提出了基于FPGA和Camera Link的高速数传显示系统的整体方案，以及基于TDI CCD的面阵工作模式的畸变测量整体方案，可以有效实时采集并显示已经装调完成的TDI CCD相机的二维畸变图像。本文接下来陈述了高速数传显示系统方案的硬件设计与软件开发。硬件设计包括硬件选型、各模块功能分析以及具体PCB设计；软件开发包括需求分析和数据同步处理等。本文最后对实际采得的图像进行分析，并对smear现象进行介绍和分析研究，进而提出适合本系统的算法，对得到的畸变图像进行smear现象消除处理。本文成功地设计了满足相关需求的图像数传显示系统，并且使用该系统实现了基于TDI CCD的推扫相机二维畸变测量，实现了课题目标。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/44694
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	王旌尧. 用于TDICCD推扫相机二维畸变测量的图像数传显示系统[D]. 中国科学院大学,2014.

条目包含的文件
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