寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)，它涉及成像技術(shù)領(lǐng)域，多波段輻射信號經(jīng)過多波段傳感裝置后，經(jīng)信號讀出裝置把輻射信號轉(zhuǎn)換為電信號并進(jìn)行信號調(diào)理后送至高速并行處理裝置，高速并行處理裝置中大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路對數(shù)字信號進(jìn)行像素級盲元補(bǔ)償及自動校正處理，將信號發(fā)至增強(qiáng)濾波裝置中的數(shù)字濾波電路，由數(shù)字濾波電路對信號進(jìn)行濾波后發(fā)至圖像自動增益電路進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，圖像自動增益電路將信號發(fā)至多波段圖像融合裝置，多波段圖像融合裝置中的圖像匹配電路對信號進(jìn)行匹配后發(fā)至自適應(yīng)融合電路，通過輸出裝置與外接顯示設(shè)備連接顯示；它克服了已有成像產(chǎn)品對目標(biāo)識別有效性低、圖像質(zhì)量差的缺陷，能夠適應(yīng)三個波段的復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境場地。
【專利說明】
寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本發(fā)明涉及成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
:
[0002]對于被探測的目標(biāo)，其反射和輻射的光電信號是多譜段的，通過現(xiàn)有的成像產(chǎn)品只能探測到其設(shè)計(jì)的工作波段內(nèi)的信號，其工作波段外的信號則無法識別。
[0003]目前成像產(chǎn)品的技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要有以下方式:
[0004]近紅外CXD成像、超短波紅外成像、長波紅外成像。
[0005]近紅外CXD成像工作在0.4 μ m?0.78 μ m波段，超短波紅外成像工作于0.9 μ m?
1.7 μ m波段，長波紅外成像工作于7 μ m?14 μ m波段，各個成像系統(tǒng)按照其設(shè)計(jì)原理只能工作于特定的光譜波段，方可探測到工作波段內(nèi)的目標(biāo)反射和輻射信號，因此在實(shí)際工程應(yīng)用中如果環(huán)境需要，就必須設(shè)計(jì)多套成像系統(tǒng)以適應(yīng)不同的波段要求，使得整個監(jiān)視系統(tǒng)的維護(hù)及控制十分復(fù)雜。
[0006]以上所述，可見光CXD成像、近紅外CXD成像、紅外熱成像目前在實(shí)際使用中只能夠滿足一般和特定要求的場所，在復(fù)雜特殊的應(yīng)用環(huán)境時則必須要同時設(shè)計(jì)適應(yīng)不同波段的成像產(chǎn)品以滿足客戶的要求，因此使得整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，投入成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)，它克服了已有成像產(chǎn)品對目標(biāo)識別有效性低、圖像質(zhì)量差的缺陷，能夠適應(yīng)不同的復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境場地，在實(shí)際工程應(yīng)用中具備良好的適用性。
[0008]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案:它包含多波段傳感裝置、信號讀出裝置、高速并行處理裝置、增強(qiáng)濾波裝置、多波段圖像融合裝置、輸出裝置；所述各個裝置之間采用內(nèi)部數(shù)字總線或模擬信號線進(jìn)行連接；多波段輻射信號經(jīng)過多波段傳感裝置后，經(jīng)信號讀出裝置把輻射信號轉(zhuǎn)換為電信號并進(jìn)行信號調(diào)理后送至高速并行處理裝置，高速并行處理裝置中大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路對數(shù)字信號進(jìn)行像素級盲元補(bǔ)償及自動校正處理，大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路將信號發(fā)至增強(qiáng)濾波裝置中的數(shù)字濾波電路，由數(shù)字濾波電路對信號進(jìn)行濾波后發(fā)至圖像自動增益電路進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，圖像自動增益電路將信號發(fā)至多波段圖像融合裝置，多波段圖像融合裝置中的圖像匹配電路對信號進(jìn)行匹配后發(fā)至自適應(yīng)融合電路，自適應(yīng)融合電路對信號進(jìn)行算法融合處理，自適應(yīng)融合電路將處理好的信號送至輸出裝置中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路對信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換模擬后輸出到模擬接口二，模擬接口二通過同軸電纜與外接顯示設(shè)備連接。
[0009]所述的高速并行處理裝置包括數(shù)字接口二、大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路、數(shù)字接口三；其數(shù)字接口二與大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路連接，大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路與數(shù)字接口三連接；大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路通過數(shù)字接口二接收來自信號讀出裝置的信號，對數(shù)字信號進(jìn)行像素級盲元補(bǔ)償及自動校正處理，大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路將處理過的信號發(fā)至數(shù)字接口三。
[0010]所述的增強(qiáng)濾波裝置包括數(shù)字接口四、數(shù)字濾波電路、圖像自動增益電路、數(shù)字接口五；數(shù)字接口四與數(shù)字濾波電路連接，數(shù)字濾波電路與圖像自動增益電路連接，圖像自動增益電路與數(shù)字接口五連接；數(shù)字濾波電路通過數(shù)字接口四接收來自數(shù)字接口三的數(shù)字信號，數(shù)字濾波電路對信號進(jìn)行濾波后發(fā)至圖像自動增益電路進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，圖像自動增益電路將信號發(fā)至數(shù)字接口五。
[0011]所述的多波段圖像融合裝置包括數(shù)字接口六、圖像匹配電路、自適應(yīng)融合電路、數(shù)字接口七；其數(shù)字接口六與圖像匹配電路連接，圖像匹配電路與自適應(yīng)融合電路連接，自適應(yīng)融合電路與數(shù)字接口七連接；數(shù)字接口六接收到來自增強(qiáng)濾波裝置中數(shù)字接口五的信號，發(fā)給圖像匹配電路由其對信號進(jìn)行匹配處理，圖像匹配電路將匹配好的信號發(fā)至自適應(yīng)融合電路，自適應(yīng)融合電路對信號做算法融合處理并將處理好的信號發(fā)至數(shù)字接口七。
[0012]所述的輸出裝置包括數(shù)字接口八、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、模擬接口二；數(shù)字接口八與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路與模擬接口二連接；數(shù)字接口八收到來自數(shù)字接口七的信號并對信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換為模擬信號，再傳至模擬接口二，模擬接口二通過同軸電纜與外接顯示設(shè)備連接。
[0013]本發(fā)明具有如下有益效果:采用多波段圖像融合技術(shù)，以被動的方式探測物體發(fā)出的各類電磁輻射，同時，將近紅外寬光譜與超短波紅外、長波紅外等各種不同波段的圖像信息利用先進(jìn)的圖像處理手段進(jìn)行融合，具有“圖譜合一”的特性，相比于窄波段、單波段成像系統(tǒng)在目標(biāo)探測的能力上有了極大的提高，能夠提供更加豐富的目標(biāo)場景信息。主要解決了對目標(biāo)探測識別度低的問題，能夠適應(yīng)不同的復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境場地，在目標(biāo)材質(zhì)識別、異常目標(biāo)檢測、偽裝目標(biāo)辨識、復(fù)雜背景抑制等目標(biāo)探測技術(shù)領(lǐng)域都有著極為重要的應(yīng)用。
【附圖說明】
:
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明中多波段傳感裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明中信號讀出裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明中高速并行處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明中增強(qiáng)濾波裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明中多波段圖像融合裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖7為本發(fā)明中輸出裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記:101-多波段傳感裝置；102_信號讀出裝置；103_高速并行處理裝置；104-增強(qiáng)濾波裝置；105-多波段圖像融合裝置；106-輸出裝置；1lla-近紅外寬光譜CXD傳感器；101 Ib-超短波紅外傳感器；101 Ic-長波紅外傳感器；1021-模擬接口一 ；1022-讀出電路；1023-數(shù)字接口一 ； 1031-數(shù)字接口二 ； 1032-大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路；1033-數(shù)字接口三；1041-數(shù)字接口四；1042-數(shù)字濾波電路；1043_圖像自動增益電路；1044-數(shù)字接口五；1051-數(shù)字接口六；1052_圖像匹配電路；1053_自適應(yīng)融合電路；1054-數(shù)字接口七；1061-數(shù)字接口八；1062-數(shù)模轉(zhuǎn)換電路；1063-模擬接口二。
【具體實(shí)施方式】
:
[0022]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]參看圖1-7，本【具體實(shí)施方式】采用如下技術(shù)方案:它包含多波段傳感裝置101、信號讀出裝置102、高速并行處理裝置103、增強(qiáng)濾波裝置104、多波段圖像融合裝置105、輸出裝置106 ;所述各個裝置之間采用內(nèi)部數(shù)字總線或模擬信號線進(jìn)行連接；多波段輻射信號經(jīng)過多波段傳感裝置101后，經(jīng)信號讀出裝置102把輻射信號轉(zhuǎn)換為電信號并進(jìn)行信號調(diào)理后送至高速并行處理裝置103，高速并行處理裝置103中大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路1032對數(shù)字信號進(jìn)行像素級盲元補(bǔ)償及自動校正處理，大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路1032將信號發(fā)至增強(qiáng)濾波裝置104中的數(shù)字濾波電路1042，由數(shù)字濾波電路1042對信號進(jìn)行濾波后發(fā)至圖像自動增益電路1043進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，圖像自動增益電路1043將信號發(fā)至多波段圖像融合裝置105，多波段圖像融合裝置105中的圖像匹配電路1052對信號進(jìn)行匹配后發(fā)至自適應(yīng)融合電路1053，自適應(yīng)融合電路1053對信號進(jìn)行算法融合處理，自適應(yīng)融合電路1053將處理好的信號送至輸出裝置106中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路1062，由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路1062對信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換模擬后輸出到模擬接口二 1063，模擬接二 1063通過同軸電纜與外接顯示設(shè)備連接。
[0025]所述的多波段傳感裝置101安裝有近紅外寬光譜CXD傳感器1011a、超短波紅外傳感器1011b、長波紅外傳感器1llc ;其作用是感應(yīng)來自目標(biāo)的多波段輻射信號；近紅外CXD傳感器1lla與模擬接口一 1012連接，超短波紅外傳感器1llb與模擬接口一 1012連接，長波紅外傳感器1llc與模擬接口一 1012連接；不同波段的輻射信號經(jīng)過近紅外C⑶傳感器1011a、超短波紅外傳感器1011b、長波紅外傳感器1llc等送至模擬接口一 1012。
[0026]所述的信號讀出裝置102，其作用是完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；包括模擬接口一 1021、讀出電路1022、數(shù)字接口一 1023 ;模擬接口一 1021與讀出電路1022連接，讀出電路1022與數(shù)字接口一 1023連接；模擬接口一 1021接收來自模擬接口一 1012的多波段模擬信號并傳至讀出電路1022，讀出電路1022將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)至數(shù)字接口一 1023。
[0027]所述的高速并行處理裝置103包括數(shù)字接口二 1031、大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路1032、數(shù)字接口三1033 ;數(shù)字接口二 1031與大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路1032連接，大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路1032與數(shù)字接口三1033連接；大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路1032通過數(shù)字接口二 1031接收來自信號讀出裝置102的信號，對數(shù)字信號進(jìn)行像素級盲元補(bǔ)償及自動校正處理，大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路1032將處理過的信號發(fā)至數(shù)字接口三 1033。
[0028]所述的增強(qiáng)濾波裝置104包括數(shù)字接口四1041、數(shù)字濾波電路1042、圖像自動增益電路1043、數(shù)字接口五1044 ;數(shù)字接口四1041與數(shù)字濾波電路1042連接，數(shù)字濾波電路1042與圖像自動增益電路1043連接，圖像自動增益電路1043與數(shù)字接口五1044連接；數(shù)字濾波電路1042通過數(shù)字接口四1041接收來自數(shù)字接口三1033的數(shù)字信號，數(shù)字濾波電路1042對信號進(jìn)行濾波后發(fā)至圖像自動增益電路1043進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，圖像自動增益電路1043將信號發(fā)至數(shù)字接口五1044 ;
[0029]所述的多波段圖像融合裝置105包括數(shù)字接口六1051、圖像匹配電路1052、自適應(yīng)融合電路1053、數(shù)字接口七1054 ;數(shù)字接口六1051與圖像匹配電路1052連接，圖像匹配電路1052與自適應(yīng)融合電路1053連接，自適應(yīng)融合電路1053與數(shù)字接口七1054連接；數(shù)字接口六1051接收到來自增強(qiáng)濾波裝置104中數(shù)字接口五1044的信號，發(fā)給圖像匹配電路1052由其對信號進(jìn)行匹配處理，圖像匹配電路1052將匹配好的信號發(fā)至自適應(yīng)融合電路1053，自適應(yīng)融合電路1053對信號做算法融合處理并將處理好的信號發(fā)至數(shù)字接口七1054 ；
[0030]所述的輸出裝置106包括數(shù)字接口八1061、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路1062、模擬接口二 1063 ;其數(shù)字接口八1061與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路1062連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路1062與模擬接口二 1063連接；數(shù)字接口八1061收到來自數(shù)字接口七1054的信號并對信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換為模擬信號，再傳至模擬接口二 1063，模擬接口二 1063通過同軸電纜與外接顯示設(shè)備連接。
[0031]以上所述僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其它修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)，其特征在于它包含多波段傳感裝置(101)、信號讀出裝置(102)、高速并行處理裝置(103)、增強(qiáng)濾波裝置(104)、多波段圖像融合裝置(105)、輸出裝置(106);所述各個裝置之間采用內(nèi)部數(shù)字總線或模擬信號線進(jìn)行連接；多波段輻射信號經(jīng)過多波段傳感裝置(101)后，經(jīng)信號讀出裝置(102)把輻射信號轉(zhuǎn)換為電信號并進(jìn)行信號調(diào)理后送至高速并行處理裝置(103)，高速并行處理裝置(103)中大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路(1032)對數(shù)字信號進(jìn)行像素級盲元補(bǔ)償及自動校正處理，大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路(1032)將信號發(fā)至增強(qiáng)濾波裝置(104)中的數(shù)字濾波電路(1042)，由數(shù)字濾波電路(1042)對信號進(jìn)行濾波后發(fā)至圖像自動增益電路(1043)進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，圖像自動增益電路(1043)將信號發(fā)至多波段圖像融合裝置(105)，多波段圖像融合裝置(105)中的圖像匹配電路(1052)對信號進(jìn)行匹配后發(fā)至自適應(yīng)融合電路(1053)，自適應(yīng)融合電路(1053)對信號進(jìn)行算法融合處理，自適應(yīng)融合電路(1053)將處理好的信號送至輸出裝置(106)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(1062)，由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(1062)對信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換模擬后輸出到模擬接口二(1063)，模擬接口二(1063)通過同軸電纜與外接顯示設(shè)備連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)，其特征在于所述的多波段傳感裝置(101)安裝有近紅外寬光譜CXD傳感器(1011a)、超短波紅外傳感器(1011b)、長波紅外傳感器(1llc);近紅外CXD傳感器(1lla)與模擬接口一(1012)連接，超短波紅外傳感器(1llb)與模擬接口一(1012)連接，長波紅外傳感器(1llc)與模擬接口一(1012)連接；多波段輻射信號經(jīng)過近紅外C⑶傳感器(1011a)，超短波紅外傳感器(1011b)，長波紅外傳感器(1llc)等裝置后，不同波段的輻射信號經(jīng)過相應(yīng)的傳感器送至模擬接口一(1012)ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)，其特征在于所述的信號讀出裝置(102)包括模擬接口一(1021)、讀出電路(1022)、數(shù)字接口一(1023);模擬接口一(1021)與讀出電路(1022)連接，讀出電路(1022)與數(shù)字接口一(1023)連接；模擬接口一(1021)接收來自模擬接口一(1012)的多波段模擬信號并傳至讀出電路(1022)，讀出電路(1022)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)至數(shù)字接口一(1023)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)，其特征在于所述的高速并行處理裝置(103)包括數(shù)字接口二(1031)、大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路(1032)、數(shù)字接口三(1033);數(shù)字接口二(1031)與大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路(1032)連接，大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路(1032)與數(shù)字接口三(1033)連接；大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路(1032)通過數(shù)字接口二(1031)接收來自信號讀出裝置(102)的信號，對數(shù)字信號進(jìn)行像素級盲元補(bǔ)償及自動校正處理，大數(shù)據(jù)量盲元補(bǔ)償與校正電路(1032)將處理過的信號發(fā)至數(shù)字接口三(1033)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)，其特征在于所述的增強(qiáng)濾波裝置(104)包括數(shù)字接口四(1041)、數(shù)字濾波電路(1042)、圖像自動增益電路(1043)、數(shù)字接口五(1044);數(shù)字接口四(1041)與數(shù)字濾波電路(1042)連接，數(shù)字濾波電路(1042)與圖像自動增益電路(1043)連接，圖像自動增益電路(1043)與數(shù)字接口五(1044)連接；數(shù)字濾波電路(1042)通過數(shù)字接口四(1041)接收來自數(shù)字接口三(1033)的數(shù)字信號，數(shù)字濾波電路(1042)對信號進(jìn)行濾波后發(fā)至圖像自動增益電路(1043)進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，圖像自動增益電路(1043)將信號發(fā)至數(shù)字接口五(1044)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)，其特征在于所述的多波段圖像融合裝置(105)包括數(shù)字接口六(1051)、圖像匹配電路(1052)、自適應(yīng)融合電路(1053)、數(shù)字接口七(1054);數(shù)字接口六(1051)與圖像匹配電路(1052)連接，圖像匹配電路(1052)與自適應(yīng)融合電路(1053)連接，自適應(yīng)融合電路(1053)與數(shù)字接口七(1054)連接；數(shù)字接口六(1051)接收到來自增強(qiáng)濾波裝置(104)中數(shù)字接口五(1044)的信號，發(fā)給圖像匹配電路(1052)由其對信號進(jìn)行匹配處理，圖像匹配電路(1052)將匹配好的信號發(fā)至自適應(yīng)融合電路(1053)，自適應(yīng)融合電路(1053)對信號做算法融合處理并將處理好的信號發(fā)至數(shù)字接口七(1054)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜多波段自適應(yīng)成像系統(tǒng)，其特征在于所述的輸出裝置(106)包括數(shù)字接口八(1061)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(1062)、模擬接口二(1063);其數(shù)字接口八(1061)與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(1062)連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(1062)與模擬接口二(1063)連接；數(shù)字接口八(1061)收到來自數(shù)字接口七(1054)的信號并對信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換為模擬信號，再傳至模擬接口二(1063)，模擬接口二(1063)通過同軸電纜與外接顯示設(shè)備連接。
【文檔編號】G01S17/89GK105988122SQ201510067397
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月6日
【發(fā)明人】王新賽, 張俊奇, 范金鋪, 賀菁
【申請人】上海藍(lán)劍科技發(fā)展有限公司