的行列位置一一對應(yīng)，生成二維的數(shù)字圖像矩陣；
[0043]步驟4:對步驟3的數(shù)字圖像矩陣進(jìn)行噪聲消除、中心定標(biāo)和分環(huán)處理，并對每個環(huán)上的灰度值求平均值，得到環(huán)序號和該環(huán)上灰度平均值構(gòu)成的二維數(shù)組；
[0044]進(jìn)行中心定標(biāo)的方法為:
[0045]首先將圖像分為左右兩部分，每行分別找出左邊和右邊的峰值，兩個峰值位置的中點(diǎn)即為中心點(diǎn)的橫坐標(biāo)；
[0046]其次將圖像分為上下兩部分，每列分別找出上部和下部的峰值，兩個峰值位置的中點(diǎn)即為中心點(diǎn)的縱坐標(biāo)；
[0047]分環(huán)處理的具體方法為:通過中心坐標(biāo)以一個像素寬度進(jìn)行分環(huán)；
[0048]步驟5:從HITRAN08數(shù)據(jù)庫中提取溫度在160K?230K之間的數(shù)據(jù)，可以得到每一個溫度對應(yīng)的二維數(shù)組；
[0049]步驟6:將步驟4中的二維數(shù)組與步驟5中二維數(shù)組進(jìn)行比較，求差值的平方和，差值平方和最小的數(shù)組所對應(yīng)的溫度的即為當(dāng)時大氣的實(shí)際溫度。
[0050]實(shí)施例
[0051]步驟1:CCD相機(jī)拍攝高層大氣的氣輝圖像并將原始圖像輸入SD卡中(如圖2所示);
[0052]步驟2:將SD卡鑲嵌在FPGA開發(fā)板I的卡槽10中；
[0053]步驟3:N1s II嵌入式處理器2從SD卡上獲取圖像信息，并生成數(shù)字圖像矩陣存儲在SDRAM存儲器4中，具體方法為:對圖像信息進(jìn)行解碼獲取每個像素點(diǎn)的灰度值，將這些灰度值的位置與矩陣的行列位置一一對應(yīng)，生成數(shù)字圖像矩陣，圖3為數(shù)字圖像矩陣中部分像素點(diǎn)的灰度值；
[0054]步驟4:對步驟3的數(shù)字圖像矩陣進(jìn)行噪聲消除、中心定標(biāo)和分環(huán)處理，并對每個環(huán)上的灰度值求平均值，得到環(huán)序號和該環(huán)上灰度平均值構(gòu)成的二維數(shù)組，圖4為環(huán)序號和該環(huán)上灰度平均值構(gòu)成的部分二維數(shù)組；
[0055]步驟5:從HITRAN08數(shù)據(jù)庫中提取溫度在160K?230K之間的數(shù)據(jù)，可以得到每一個溫度對應(yīng)的二維數(shù)組，圖5為從HITRAN08數(shù)據(jù)庫中提取的部分二維數(shù)組；
[0056]步驟6:將步驟4中的二維數(shù)組與步驟5中二維數(shù)組進(jìn)行比較，求差值的平方和，差值平方和最小的數(shù)組所對應(yīng)的溫度的即為當(dāng)時大氣的實(shí)際溫度，如圖6所示；
[0057]從圖6可以看出，190K時對應(yīng)的差值平方和最小，所以高層大氣的溫度應(yīng)該為190Ko
[0058]在西安市雁翔路58號西安理工大學(xué)曲江校區(qū)教學(xué)9號樓頂進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終溫度在188Κ?192Κ之間，精度約為2Κ，由此可見，使用該方法測量高層大氣溫度時間快且精度高。
[0059]本發(fā)明一種圖像處理系統(tǒng)及用該系統(tǒng)獲取高層大氣溫度的方法，與之前的計算機(jī)處理的方法比起來，處理速率明顯提升，可脫離人工進(jìn)行自動處理，此外，在本系統(tǒng)中存入了大量精確的正演理論數(shù)據(jù)庫以便進(jìn)行反演數(shù)據(jù)處理，在節(jié)約了時間的同時還提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；N1s II嵌入式處理器使得電路設(shè)計更加多元化，軟件功能增刪更容易，硬件資源配置靈活，可移植性更強(qiáng)，且該方法開發(fā)周期短；CCD拍攝出來的原始fit圖像，不需要轉(zhuǎn)化格式直接解碼，保證了完整的圖像信息，提高了計算精度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，包括基于N1s II嵌入式處理器(2)的FPGA開發(fā)板(1)，F(xiàn)PGA開發(fā)板(I)中設(shè)置有SDRAM控制器(3)、LCD控制器(5)、數(shù)碼管控制器(7)和JTAG控制器(9)，所述FPGA開發(fā)板⑴的控制信號由Avalon總線(11)進(jìn)行分配，F(xiàn)PGA開發(fā)板(I)中還配置有SD卡的卡槽(10)，所述SDRAM控制器(3)通過數(shù)據(jù)線與外圍的SDRAM存儲器(4)連接構(gòu)成存儲系統(tǒng)，所述LCD控制器(5)通過數(shù)據(jù)線與外圍的LCD顯示器(6)連接，所述數(shù)碼管控制器(7)通過數(shù)據(jù)線與外圍的數(shù)碼管顯示器(8)連接，所述JTAG控制器(9)通過USB-Blaster線與PC機(jī)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲系統(tǒng)還包括Flash控制器(12)與外圍的Flash存儲器(13) ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA開發(fā)板(I)使用Cyclone IV EP4CE115F29 芯片。4.獲取高層大氣溫度的方法，其特征在于，采用一種圖像處理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為:包括基于N1s II嵌入式處理器(2)的FPGA開發(fā)板(I)，F(xiàn)PGA開發(fā)板(I)中設(shè)置有SDRAM控制器(3)、LCD控制器(5)、數(shù)碼管控制器(7)和JTAG控制器(9)，所述FPGA開發(fā)板(I)的控制信號由Avalon總線(11)進(jìn)行分配，F(xiàn)PGA開發(fā)板(I)中還配置有SD卡的卡槽(10)，所述SDRAM控制器(3)通過數(shù)據(jù)線與外圍的SDRAM存儲器(4)連接構(gòu)成存儲系統(tǒng)，所述IXD控制器(5)通過數(shù)據(jù)線與外圍的LCD顯示器(6)連接，所述數(shù)碼管控制器(7)通過數(shù)據(jù)線與外圍的數(shù)碼管顯示器(8)連接，所述JTAG控制器(9)通過USB-Blaster線與PC機(jī)連接； 存儲系統(tǒng)還包括Flash控制器(12)與外圍的Flash存儲器(13); FPGA 開發(fā)板(I)使用 Cyclone IV EP4CE115F29 芯片； 具體包括以下步驟: 步驟1:CCD相機(jī)拍攝高層大氣的氣輝圖像并將原始圖像輸入SD卡中； 步驟2:將SD卡鑲嵌在FPGA開發(fā)板(I)的卡槽(10)中； 步驟3:N1s II嵌入式處理器(2)從SD卡上獲取圖像信息，并生成數(shù)字圖像矩陣存儲在SDRAM存儲器(4)中； 步驟4:對步驟3的數(shù)字圖像矩陣進(jìn)行噪聲消除、中心定標(biāo)和分環(huán)處理，并對每個環(huán)上的灰度值求平均值，得到環(huán)序號和該環(huán)上灰度平均值構(gòu)成的二維數(shù)組； 步驟5:從合成光譜數(shù)據(jù)庫中提取溫度在160K?230K之間的數(shù)據(jù)，得到每一個溫度對應(yīng)的二維數(shù)組； 步驟6:將步驟4中的二維數(shù)組與步驟5中二維數(shù)組進(jìn)行比較，求差值的平方和，差值平方和最小的數(shù)組所對應(yīng)的溫度的即為當(dāng)時大氣的實(shí)際溫度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的獲取高層大氣溫度的方法，其特征在于，所述步驟3中生成數(shù)字圖像矩陣的具體方法為:對圖像信息進(jìn)行解碼獲取每個像素點(diǎn)的灰度值，將這些灰度值的位置與矩陣的行列位置一一對應(yīng)，生成二維的數(shù)字圖像矩陣。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的獲取高層大氣溫度的方法，其特征在于，所述步驟4中進(jìn)行中心定標(biāo)的方法為: 首先將圖像分為左右兩部分，每行分別找出左邊和右邊的峰值，兩個峰值位置的中點(diǎn)即為中心點(diǎn)的橫坐標(biāo)； 其次將圖像分為上下兩部分，每列分別找出上部和下部的峰值，兩個峰值位置的中點(diǎn)即為中心點(diǎn)的縱坐標(biāo)。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的獲取高層大氣溫度的方法，其特征在于，所述步驟4中分環(huán)處理的具體方法為:通過中心坐標(biāo)以一個像素寬度進(jìn)行分環(huán)。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的獲取高層大氣溫度的方法，其特征在于，所述步驟5中合成光譜數(shù)據(jù)庫為HITRAN08數(shù)據(jù)庫。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種圖像處理系統(tǒng)，包括基于Nios？II嵌入式處理器的FPGA開發(fā)板，F(xiàn)PGA開發(fā)板中設(shè)置有SDRAM控制器、LCD控制器、數(shù)碼管控制器和JTAG控制器，JTAG控制器通過USB-Blaster線與PC機(jī)連接。獲取高層大氣溫度的方法，通過將測量值和理論值進(jìn)行對比，找出測量值中與理論值最接近的數(shù)據(jù)，最接近的數(shù)據(jù)對應(yīng)的溫度即為大氣溫度。與之前的計算機(jī)處理的方法比起來，處理速率明顯提升，可脫離人工進(jìn)行自動處理，Nios？II嵌入式處理器使得電路設(shè)計更加多元化，軟件功能增刪更容易，硬件資源配置靈活，可移植性更強(qiáng)，且該方法開發(fā)周期短；CCD拍攝出來的原始fit圖像，不需要轉(zhuǎn)化格式直接解碼，保證了完整的圖像信息，提高了計算精度。
【IPC分類】G06T7/40, G06T7/00, H04N5/232, G06T7/60
【公開號】CN105118074
【申請?zhí)枴緾N201510378871
【發(fā)明人】唐遠(yuǎn)河, 翟鋒濤, 梁芮, 楊一晨, 龐體強(qiáng)
【申請人】西安理工大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月1日