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[發(fā)明專利]星載相機(jī)短曝光圖像序列信噪比實(shí)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(shè)計(jì))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(quán))人: 北京理工大學(xué)
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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11603 代理人: 于淼
地址: 100081 *** 國省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 相機(jī) 曝光 圖像 序列 實(shí)時處理 方法 系統(tǒng)
【權(quán)利要求書】:

1.一種星載相機(jī)短曝光圖像序列信噪比實(shí)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(nèi)對應(yīng)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(jìn)行插值運(yùn)算,得到與所述多幀連續(xù)短曝光圖像一一對應(yīng)的衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù),并存儲至第三存儲器中;

對經(jīng)過插值運(yùn)算后的所述衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行姿態(tài)運(yùn)算,得到與插值運(yùn)算后的所述姿態(tài)數(shù)據(jù)一一對應(yīng)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(yīng)的所述多幀連續(xù)短曝光圖像上的像素進(jìn)行像素地址映射計(jì)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(yīng)的所述多幀連續(xù)短曝光圖像中每行像素進(jìn)行像素地址映射計(jì)算,在完成一行像素地址映射計(jì)算后,讀取一行像素地址數(shù)據(jù)并進(jìn)行疊加運(yùn)算,完成整幅圖像計(jì)算,直至與所述矯正數(shù)據(jù)一一對應(yīng)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(jì)算,得到增強(qiáng)后的圖像數(shù)據(jù);

將處理得到的增強(qiáng)后的圖像數(shù)據(jù)傳輸給任意設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行處理,或者轉(zhuǎn)換為視頻信號輸出至成像設(shè)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(quán)利要求1所述的星載相機(jī)短曝光圖像序列信噪比實(shí)時處理方法,其特征在于,所述插值運(yùn)算的運(yùn)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(biāo)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(biāo)和所述插值使能信號采用賽靈思的浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算IP核進(jìn)行相應(yīng)的雙精度浮點(diǎn)數(shù)的乘法和除法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星載相機(jī)短曝光圖像序列信噪比實(shí)時處理方法,其特征在于,所述姿態(tài)運(yùn)算的運(yùn)算方法為:向FPGA輸入多個參數(shù),多個參數(shù)包括相應(yīng)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(diǎn)類型運(yùn)算方法進(jìn)行運(yùn)算。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的星載相機(jī)短曝光圖像序列信噪比實(shí)時處理方法,其特征在于,所述姿態(tài)運(yùn)算輸入相應(yīng)的參數(shù)和輸出相應(yīng)的結(jié)果均按照流水線的形式進(jìn)行。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星載相機(jī)短曝光圖像序列信噪比實(shí)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(zhuǎn)矩陣。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的星載相機(jī)短曝光圖像序列信噪比實(shí)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(quán)利要求1所述的星載相機(jī)短曝光圖像序列信噪比實(shí)時處理方法,其特征在于,在將處理得到的增強(qiáng)后的圖像數(shù)據(jù)傳輸給其它設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行處理,或者轉(zhuǎn)換為視頻信號輸出給成像設(shè)備顯示之前,包括:

將處理得到的增強(qiáng)后的圖像進(jìn)行存儲,所述圖像存儲的大小為10位。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星載相機(jī)短曝光圖像序列信噪比實(shí)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(zhuǎn)角度。

9.一種基于星載相機(jī)短曝光圖像序列信噪比實(shí)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(nèi)對應(yīng)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(yùn)算模塊一,用于對所述衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運(yùn)算,得到與所述多幀連續(xù)短曝光圖像一一對應(yīng)的衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù),并存儲至第三存儲器中;

運(yùn)算模塊二,用于對經(jīng)過插值運(yùn)算后的所述衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行姿態(tài)運(yùn)算,得到與所述姿態(tài)數(shù)據(jù)一一對應(yīng)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(yùn)算模塊三,用于對與所述矯正數(shù)據(jù)一一對應(yīng)的所述多幀連續(xù)短曝光圖像上的像素進(jìn)行像素地址映射計(jì)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(yīng)的所述多幀連續(xù)短曝光圖像中每行像素進(jìn)行像素地址映射計(jì)算,在完成一行像素地址映射計(jì)算后,讀取一行像素地址數(shù)據(jù)并進(jìn)行疊加運(yùn)算,完成整幅圖像計(jì)算,直至與所述矯正數(shù)據(jù)一一對應(yīng)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(jì)算,得到增強(qiáng)后的圖像數(shù)據(jù);

應(yīng)用模塊,用于將處理得到的增強(qiáng)后的圖像數(shù)據(jù)傳輸給任意設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行處理,或者轉(zhuǎn)換為視頻信號輸出至成像設(shè)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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說明:

1、專利原文基于中國國家知識產(chǎn)權(quán)局專利說明書;

2、支持發(fā)明專利 、實(shí)用新型專利、外觀設(shè)計(jì)專利(升級中);

3、專利數(shù)據(jù)每周兩次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、內(nèi)容包括專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖流程工藝圖技術(shù)構(gòu)造圖

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