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[發(fā)明專利]星載相機短曝光圖像序列信噪比實時處理方法及系統(tǒng)有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 202010311683.8 申請日: 2020-04-20
公開(公告)號: CN111464755B 公開(公告)日: 2021-06-18
發(fā)明(設計)人: 高昆;華梓錚;李果;顧海侖;王更科;周穎婕;楊樺;李若嫻;陳卓一;孔祥皓 申請(專利權)人: 北京理工大學
主分類號: H04N5/235 分類號: H04N5/235;H04N5/217
代理公司: 北京晟睿智杰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11603 代理人: 于淼
地址: 100081 *** 國省代碼: 北京;11
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 相機 曝光 圖像 序列 實時處理 方法 系統(tǒng)
【權利要求書】:

1.一種星載相機短曝光圖像序列信噪比實時處理方法,其特征在于,所述方法包括:

通過星載FPGA采集多幀連續(xù)短曝光圖像,并將所述多幀連續(xù)短曝光圖像存儲至第一存儲器中;

通過星載FPGA控制姿態(tài)傳感器采集與所述多幀連續(xù)短曝光圖像拍攝時間內對應的多個衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù),并將多個所述衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)存儲至第二存儲器中;

對所述衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)進行插值運算,得到與所述多幀連續(xù)短曝光圖像一一對應的衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù),并存儲至第三存儲器中;

對經過插值運算后的所述衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)進行姿態(tài)運算,得到與插值運算后的所述姿態(tài)數(shù)據(jù)一一對應的所述多幀連續(xù)短曝光圖像的矯正數(shù)據(jù),并將所述矯正數(shù)據(jù)存儲至第四存儲器中;

對與所述矯正數(shù)據(jù)一一對應的所述多幀連續(xù)短曝光圖像上的像素進行像素地址映射計算,并讀取像素地址數(shù)據(jù);依次對所述矯正數(shù)據(jù)一一對應的所述多幀連續(xù)短曝光圖像中每行像素進行像素地址映射計算,在完成一行像素地址映射計算后,讀取一行像素地址數(shù)據(jù)并進行疊加運算,完成整幅圖像計算,直至與所述矯正數(shù)據(jù)一一對應的所述多幀連續(xù)短曝光圖像上的像素地址數(shù)據(jù)均完成計算,得到增強后的圖像數(shù)據(jù);

將處理得到的增強后的圖像數(shù)據(jù)傳輸給任意設備繼續(xù)進行處理,或者轉換為視頻信號輸出至成像設備;

清空第一存儲器、第二存儲器、第三存儲器和第四存儲器中的數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的星載相機短曝光圖像序列信噪比實時處理方法,其特征在于,所述插值運算的運算方法為:采用二次插值方式,向FPGA輸入姿態(tài)數(shù)據(jù)的橫縱坐標和插值使能信號,F(xiàn)PGA對輸入的所述姿態(tài)數(shù)據(jù)的橫縱坐標和所述插值使能信號采用賽靈思的浮點數(shù)運算IP核進行相應的雙精度浮點數(shù)的乘法和除法。

3.根據(jù)權利要求1所述的星載相機短曝光圖像序列信噪比實時處理方法,其特征在于,所述姿態(tài)運算的運算方法為:向FPGA輸入多個參數(shù),多個參數(shù)包括相應的星載FPGA拍攝角度、姿態(tài)數(shù)據(jù)、高斯模板和使能信號,采用雙精度浮點類型運算方法進行運算。

4.根據(jù)權利要求3所述的星載相機短曝光圖像序列信噪比實時處理方法,其特征在于,所述姿態(tài)運算輸入相應的參數(shù)和輸出相應的結果均按照流水線的形式進行。

5.根據(jù)權利要求1所述的星載相機短曝光圖像序列信噪比實時處理方法,其特征在于,所述矯正數(shù)據(jù)包括平移矩陣和旋轉矩陣。

6.根據(jù)權利要求5所述的星載相機短曝光圖像序列信噪比實時處理方法,其特征在于,所述像素地址的容量為一行像素中所包含的像素的數(shù)量的2倍。

7.根據(jù)權利要求1所述的星載相機短曝光圖像序列信噪比實時處理方法,其特征在于,在將處理得到的增強后的圖像數(shù)據(jù)傳輸給其它設備繼續(xù)進行處理,或者轉換為視頻信號輸出給成像設備顯示之前,包括:

將處理得到的增強后的圖像進行存儲,所述圖像存儲的大小為10位。

8.根據(jù)權利要求1所述的星載相機短曝光圖像序列信噪比實時處理方法,其特征在于,所述姿態(tài)數(shù)據(jù)包括三維空間信息和時間信息,所述三維空間信息包括俯仰,平移和翻轉角度。

9.一種基于星載相機短曝光圖像序列信噪比實時處理系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括:

采集模塊一,用于通過星載FPGA采集多幀連續(xù)短曝光圖像,并將所述多幀連續(xù)短曝光圖像存儲至第一存儲器中;

采集模塊二,用于通過星載FPGA控制姿態(tài)傳感器獲取與采集所述多幀連續(xù)短曝光圖像拍攝時間內對應的多個衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù),并將多個所述衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)存儲至第二存儲器中;

運算模塊一,用于對所述衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)進行插值運算,得到與所述多幀連續(xù)短曝光圖像一一對應的衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù),并存儲至第三存儲器中;

運算模塊二,用于對經過插值運算后的所述衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)進行姿態(tài)運算,得到與所述姿態(tài)數(shù)據(jù)一一對應的所述多幀連續(xù)短曝光圖像的矯正數(shù)據(jù),并將所述矯正數(shù)據(jù)存儲至第四存儲器中;

運算模塊三,用于對與所述矯正數(shù)據(jù)一一對應的所述多幀連續(xù)短曝光圖像上的像素進行像素地址映射計算,并讀取像素地址數(shù)據(jù);依次對所述矯正數(shù)據(jù)一一對應的所述多幀連續(xù)短曝光圖像中每行像素進行像素地址映射計算,在完成一行像素地址映射計算后,讀取一行像素地址數(shù)據(jù)并進行疊加運算,完成整幅圖像計算,直至與所述矯正數(shù)據(jù)一一對應的所述多幀連續(xù)短曝光圖像上的像素地址數(shù)據(jù)均完成計算,得到增強后的圖像數(shù)據(jù);

應用模塊,用于將處理得到的增強后的圖像數(shù)據(jù)傳輸給任意設備繼續(xù)進行處理,或者轉換為視頻信號輸出至成像設備;

處理模塊,用于清空第一存儲器、第二存儲器、第三存儲器和第四存儲器中的數(shù)據(jù)。

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