| 题名 | 临近空间红外遥感成像电子学预处理关键技术研究 |
| 作者 | 刘素芳 |
| 答辩日期 | 2010-06-01 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 潘鸣 ; 方中华 |
| 关键词 | 红外长线列探测器 暗背景抑制 品字形校正 非均匀性 Fpga |
| 学位专业 | 信号与信息处理 |
| 英文摘要 | 临近空间处于航空和航天活动区域之间应用的空白区域，现各国都在积极开展临近空间的研究。 临近空间红外遥感成像电子学是临近空间获取信息的途径，其关键技术研究是重点也是难点，很大程度上影响着临近空间平台的开发利用情况。临近空间的应用场合，与航天应用场合更为类似，但也有很多不同。相比之下临近空间扫描速度快、模式多，驻留时间短，有更高的成像速率，SNR比较低，因此对预处理提出更高的要求。论文研究了临近空间红外遥感成像电子学信息预处理关键技术，主要研究内容归结如下：1. 经过调研和实践，详细分析了临近空间红外遥感成像电子学预处理关键技术的任务需求，确定了哪些属于关键技术。从核心的探测器出发，分析了影响相机系统性能的暗背景和非均匀性的来源，根据扫描相机实际工作模式计算了数据量(约1378.7Mbits)和处理速度(96Mbps)，分析了系统的信噪比,研究了系统NETD。2. 针对2048元线性探测器暗背景和固定图形噪声存在的实际问题，设计了电子学暗背景抑制系统，拓展了AD前端的信号动态范围，从而为后续的点目标检测算法提供了更多的细节信息。3. 针对高速、高数据量运算密集型的信息处理以及临近空间特殊环境的要求，对各种硬件处理平台进行比较，完成了基于FPGA的临近空间信息预处理平台的软硬件的设计。4. 为提高信噪比，深入分析了系统非均匀性问题，设计了硬件电路，并采用两点法进行校正。5. 科学地探讨了红外长线列探测器像元品字形排列的成因，对比了图像匹配方法和硬件实时校正的优缺点；创新性的采用两片SRAM 乒乓交替方法进行校正，不仅能实时无损地校正图像，还节约了硬件资源，缩小了电路板尺寸，具有较高的实用价值。6. 临近空间红外相机的最大速率一共是200Mbps，在应用上对于常用接口/总线已经带来了很大的压力。由于数据量很大，同时考虑探测器的组成模式（多模块，多路输出），论文提出并采用多路LVDS并行传输的方案，将每路数传的速率降低，保证了数据高速率低误码率地传输。 通过对临近空间红外遥感成像电子学的原始信息进行预处理,可以提高信噪比,保证数据高速率低误码率地传输,减轻后续处理压力,为后续的目标提取等工作提供了有力条件。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5234]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘素芳. 临近空间红外遥感成像电子学预处理关键技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
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