[發(fā)明專利]一種空間多譜段成像儀視頻電路系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410602670.0
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104378548B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 榮鵬;王棟;程甘霖;黃競;趙建偉;馬飛;成桂梅;王鑫;郭宇坤;閆靜純;倪建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/33
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 臧春喜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種視頻電路系統(tǒng)，特別是一種同時包含CCD探測器和紅外探測器的空間多譜段成像儀的視頻電路系統(tǒng)。

背景技術(shù)

多譜段光譜成像儀系統(tǒng)是一項集合了空間幾何光學(xué)、物理光學(xué)、光譜學(xué)、微電子學(xué)、熱力學(xué)及空間材料學(xué)于一體的空間光學(xué)遙感系統(tǒng)。它可以實現(xiàn)對地表的晝夜連續(xù)觀測，對環(huán)境監(jiān)測及資源調(diào)查等應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。多譜段成像儀的成像譜段通常包括可見光譜段、近紅外譜段、短波紅外譜段、中波紅外譜段和長波紅外譜段。以往多個譜段成像的實現(xiàn)方式主要有以下兩種：

一種方法是將不同譜段的成像設(shè)備設(shè)計成獨立的成像儀。該儀器擁有獨立的鏡頭，探測器和數(shù)據(jù)處理設(shè)備。多個這樣的儀器同時存在于衛(wèi)星平臺上，工作時分別成像。這種方法的好處是設(shè)備間相互干擾小，設(shè)計方法簡單，但是體積、重量和功耗都很大，不能實現(xiàn)多個譜段對同一目標(biāo)的同時觀察。

另一種方法是利用濾光片和分光鏡將不同光譜的光線照射在多個相同的探測器上，從而實現(xiàn)對不同光譜的成像。這種方法比第一種方法有較大提高，可以實現(xiàn)多個譜段對同一目標(biāo)的同時觀測，但是由于使用了相同類型的探測器(全部使用CCD探測器或者全部使用紅外探測器)，受探測器光譜響應(yīng)帶寬的限制，這種方法不能在較寬的光譜范圍(例如從可見光到長波紅外)內(nèi)實現(xiàn)觀測。

因此，要在較寬的光譜范圍內(nèi)實現(xiàn)多個譜段對同一物體的同時成像，需要設(shè)計一種能夠兼容多種探測器同時工作的視頻電路系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計的重點在于如何避免不同工作原理的探測器同時工作后產(chǎn)生的相互干擾，如何同步各探測器協(xié)同工作，如何將多路圖像數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的編碼和輸出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種空間多譜段成像儀視頻電路系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、拓展能力強、適用范圍大、設(shè)備間相互干擾小，解決了空間多譜段成像儀不同探測器同時成像的難題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種空間多譜段成像儀視頻電路系統(tǒng)，包括一個信息處理設(shè)備和N個成像設(shè)備；信息處理設(shè)備包括控制單元、遙控遙測處理單元、數(shù)據(jù)編碼發(fā)送單元、存儲單元以及N個成像信號處理單元，其中成像信號處理單元與成像設(shè)備一一對應(yīng)；

遙控遙測處理單元接收外部遙控遙測設(shè)備上傳的遙控指令并輸出給控制單元，所述遙控指令為成像設(shè)備參數(shù)設(shè)置指令；

控制單元將接收到的遙控指令進行解碼，并將解碼后的遙控指令以及復(fù)位信號、行同步信號和時鐘信號一起輸出給該遙控指令對應(yīng)的K個成像信號處理單元；所述復(fù)位信號、行同步信號和時鐘信號由控制單元根據(jù)預(yù)先設(shè)定的工作狀態(tài)產(chǎn)生；

K個成像信號處理單元對接收到的控制單元的指令和信號進行校驗后輸出給對應(yīng)的K個成像設(shè)備；

每個成像設(shè)備接收到成像信號處理單元發(fā)送的復(fù)位信號后開始啟動，并根據(jù)遙控指令對自身的參數(shù)進行設(shè)置，參數(shù)設(shè)置完成后每個成像設(shè)備將接收到的對應(yīng)譜段的光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號；K個成像設(shè)備根據(jù)接收的行同步信號和時鐘信號，在每一個行周期內(nèi)將得到的數(shù)字圖像信號同步輸出給對應(yīng)的成像信號處理單元；K個成像信號處理單元將接收到的數(shù)字圖像信號均輸出給控制單元，控制單元將接收的數(shù)字圖像信號暫存在存儲單元中，向外發(fā)送數(shù)字圖像信號時，控制單元從存儲單元中提取K個成像信號處理單元的數(shù)字圖像信號，將其處理成格式統(tǒng)一的圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)編碼發(fā)送單元輸出給外部數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備；

每個成像信號處理單元按照預(yù)定的頻率和通信格式從對應(yīng)的成像設(shè)備中讀取遙測信息，并將該信息發(fā)送給控制單元，控制單元對每個成像設(shè)備的遙測信息進行編碼后通過遙控遙測處理單元輸出給外部遙控遙測設(shè)備，以供外部遙控遙測設(shè)備判斷各成像設(shè)備是否正常工作；0<K≤N。

所述控制單元將K個成像信號處理單元的數(shù)字圖像信號處理成格式統(tǒng)一的圖像數(shù)據(jù)的實現(xiàn)方式為：

(2.1)控制單元提取K個成像信號處理單元輸出的數(shù)字圖像信號的最大公約數(shù)P；

(2.2)控制單元根據(jù)該最大公約數(shù)將每個成像信號處理單元輸出的數(shù)字圖像信號劃分成多個小數(shù)據(jù)包，每個小數(shù)據(jù)包使用相同的格式進行編碼，均含有P個圖像數(shù)據(jù)以及工程輔助數(shù)據(jù)；

其中工程輔助數(shù)據(jù)位于每個小數(shù)據(jù)包的前端，工程輔助數(shù)據(jù)中標(biāo)注了數(shù)據(jù)包包頭、數(shù)據(jù)包序列控制信息、其他設(shè)備的工作參數(shù)、本設(shè)備的成像參數(shù)、譜段編號和譜段行計數(shù)。

所述每個成像信號處理單元均包括數(shù)據(jù)接收和緩存模塊、遙控和遙測信號處理模塊、時鐘和同步信號處理模塊；