宽光谱多波段自适应成像系统的制作方法
【专利摘要】宽光谱多波段自适应成像系统，它涉及成像技术领域，多波段辐射信号经过多波段传感装置后，经信号读出装置把辐射信号转换为电信号并进行信号调理后送至高速并行处理装置，高速并行处理装置中大数据量盲元补偿与校正电路对数字信号进行像素级盲元补偿及自动校正处理，将信号发至增强滤波装置中的数字滤波电路，由数字滤波电路对信号进行滤波后发至图像自动增益电路进行图像增强处理，图像自动增益电路将信号发至多波段图像融合装置，多波段图像融合装置中的图像匹配电路对信号进行匹配后发至自适应融合电路，通过输出装置与外接显示设备连接显示；它克服了已有成像产品对目标识别有效性低、图像质量差的缺陷，能够适应三个波段的复杂应用环境场地。
【专利说明】
宽光谱多波段自适应成像系统
技术领域
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[0001]本发明涉及成像技术领域，具体涉及一种宽光谱多波段自适应成像系统。
【背景技术】
:
[0002]对于被探测的目标，其反射和辐射的光电信号是多谱段的，通过现有的成像产品只能探测到其设计的工作波段内的信号，其工作波段外的信号则无法识别。
[0003]目前成像产品的技术实现主要有以下方式:
[0004]近红外CXD成像、超短波红外成像、长波红外成像。
[0005]近红外CXD成像工作在0.4 μ m?0.78 μ m波段，超短波红外成像工作于0.9 μ m?
1.7 μ m波段，长波红外成像工作于7 μ m?14 μ m波段，各个成像系统按照其设计原理只能工作于特定的光谱波段，方可探测到工作波段内的目标反射和辐射信号，因此在实际工程应用中如果环境需要，就必须设计多套成像系统以适应不同的波段要求，使得整个监视系统的维护及控制十分复杂。
[0006]以上所述，可见光CXD成像、近红外CXD成像、红外热成像目前在实际使用中只能够满足一般和特定要求的场所，在复杂特殊的应用环境时则必须要同时设计适应不同波段的成像产品以满足客户的要求，因此使得整个系统设计复杂，投入成本高。
【发明内容】
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[0007]本发明的目的是提供一种宽光谱多波段自适应成像系统，它克服了已有成像产品对目标识别有效性低、图像质量差的缺陷，能够适应不同的复杂应用环境场地，在实际工程应用中具备良好的适用性。
[0008]为了解决【背景技术】所存在的问题，本发明是采用如下技术方案:它包含多波段传感装置、信号读出装置、高速并行处理装置、增强滤波装置、多波段图像融合装置、输出装置；所述各个装置之间采用内部数字总线或模拟信号线进行连接；多波段辐射信号经过多波段传感装置后，经信号读出装置把辐射信号转换为电信号并进行信号调理后送至高速并行处理装置，高速并行处理装置中大数据量盲元补偿与校正电路对数字信号进行像素级盲元补偿及自动校正处理，大数据量盲元补偿与校正电路将信号发至增强滤波装置中的数字滤波电路，由数字滤波电路对信号进行滤波后发至图像自动增益电路进行图像增强处理，图像自动增益电路将信号发至多波段图像融合装置，多波段图像融合装置中的图像匹配电路对信号进行匹配后发至自适应融合电路，自适应融合电路对信号进行算法融合处理，自适应融合电路将处理好的信号送至输出装置中的数模转换电路，由数模转换电路对信号进行数字转换模拟后输出到模拟接口二，模拟接口二通过同轴电缆与外接显示设备连接。
[0009]所述的高速并行处理装置包括数字接口二、大数据量盲元补偿与校正电路、数字接口三；其数字接口二与大数据量盲元补偿与校正电路连接，大数据量盲元补偿与校正电路与数字接口三连接；大数据量盲元补偿与校正电路通过数字接口二接收来自信号读出装置的信号，对数字信号进行像素级盲元补偿及自动校正处理，大数据量盲元补偿与校正电路将处理过的信号发至数字接口三。
[0010]所述的增强滤波装置包括数字接口四、数字滤波电路、图像自动增益电路、数字接口五；数字接口四与数字滤波电路连接，数字滤波电路与图像自动增益电路连接，图像自动增益电路与数字接口五连接；数字滤波电路通过数字接口四接收来自数字接口三的数字信号，数字滤波电路对信号进行滤波后发至图像自动增益电路进行图像增强处理，图像自动增益电路将信号发至数字接口五。
[0011]所述的多波段图像融合装置包括数字接口六、图像匹配电路、自适应融合电路、数字接口七；其数字接口六与图像匹配电路连接，图像匹配电路与自适应融合电路连接，自适应融合电路与数字接口七连接；数字接口六接收到来自增强滤波装置中数字接口五的信号，发给图像匹配电路由其对信号进行匹配处理，图像匹配电路将匹配好的信号发至自适应融合电路，自适应融合电路对信号做算法融合处理并将处理好的信号发至数字接口七。
[0012]所述的输出装置包括数字接口八、数模转换电路、模拟接口二；数字接口八与数模转换电路连接，数模转换电路与模拟接口二连接；数字接口八收到来自数字接口七的信号并对信号进行数模转换为模拟信号，再传至模拟接口二，模拟接口二通过同轴电缆与外接显示设备连接。
[0013]本发明具有如下有益效果:采用多波段图像融合技术，以被动的方式探测物体发出的各类电磁辐射，同时，将近红外宽光谱与超短波红外、长波红外等各种不同波段的图像信息利用先进的图像处理手段进行融合，具有“图谱合一”的特性，相比于窄波段、单波段成像系统在目标探测的能力上有了极大的提高，能够提供更加丰富的目标场景信息。主要解决了对目标探测识别度低的问题，能够适应不同的复杂应用环境场地，在目标材质识别、异常目标检测、伪装目标辨识、复杂背景抑制等目标探测技术领域都有着极为重要的应用。
【附图说明】
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[0014]图1为本发明的结构示意图；
[0015]图2为本发明中多波段传感装置结构示意图；
[0016]图3为本发明中信号读出装置结构示意图；
[0017]图4为本发明中高速并行处理装置结构示意图；
[0018]图5为本发明中增强滤波装置结构示意图；
[0019]图6为本发明中多波段图像融合装置结构示意图；
[0020]图7为本发明中输出装置结构示意图。
[0021]附图标记:101-多波段传感装置；102_信号读出装置；103_高速并行处理装置；104-增强滤波装置；105-多波段图像融合装置；106-输出装置；1lla-近红外宽光谱CXD传感器；101 Ib-超短波红外传感器；101 Ic-长波红外传感器；1021-模拟接口一 ；1022-读出电路；1023-数字接口一 ； 1031-数字接口二 ； 1032-大数据量盲元补偿与校正电路；1033-数字接口三；1041-数字接口四；1042-数字滤波电路；1043_图像自动增益电路；1044-数字接口五；1051-数字接口六；1052_图像匹配电路；1053_自适应融合电路；1054-数字接口七；1061-数字接口八；1062-数模转换电路；1063-模拟接口二。
【具体实施方式】
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[0022]下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0023]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及【具体实施方式】，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]参看图1-7，本【具体实施方式】采用如下技术方案:它包含多波段传感装置101、信号读出装置102、高速并行处理装置103、增强滤波装置104、多波段图像融合装置105、输出装置106 ;所述各个装置之间采用内部数字总线或模拟信号线进行连接；多波段辐射信号经过多波段传感装置101后，经信号读出装置102把辐射信号转换为电信号并进行信号调理后送至高速并行处理装置103，高速并行处理装置103中大数据量盲元补偿与校正电路1032对数字信号进行像素级盲元补偿及自动校正处理，大数据量盲元补偿与校正电路1032将信号发至增强滤波装置104中的数字滤波电路1042，由数字滤波电路1042对信号进行滤波后发至图像自动增益电路1043进行图像增强处理，图像自动增益电路1043将信号发至多波段图像融合装置105，多波段图像融合装置105中的图像匹配电路1052对信号进行匹配后发至自适应融合电路1053，自适应融合电路1053对信号进行算法融合处理，自适应融合电路1053将处理好的信号送至输出装置106中的数模转换电路1062，由数模转换电路1062对信号进行数字转换模拟后输出到模拟接口二 1063，模拟接二 1063通过同轴电缆与外接显示设备连接。
[0025]所述的多波段传感装置101安装有近红外宽光谱CXD传感器1011a、超短波红外传感器1011b、长波红外传感器1llc ;其作用是感应来自目标的多波段辐射信号；近红外CXD传感器1lla与模拟接口一 1012连接，超短波红外传感器1llb与模拟接口一 1012连接，长波红外传感器1llc与模拟接口一 1012连接；不同波段的辐射信号经过近红外C⑶传感器1011a、超短波红外传感器1011b、长波红外传感器1llc等送至模拟接口一 1012。
[0026]所述的信号读出装置102，其作用是完成模数转换，将模拟信号转换为数字信号；包括模拟接口一 1021、读出电路1022、数字接口一 1023 ;模拟接口一 1021与读出电路1022连接，读出电路1022与数字接口一 1023连接；模拟接口一 1021接收来自模拟接口一 1012的多波段模拟信号并传至读出电路1022，读出电路1022将模拟信号转换为数字信号后发至数字接口一 1023。
[0027]所述的高速并行处理装置103包括数字接口二 1031、大数据量盲元补偿与校正电路1032、数字接口三1033 ;数字接口二 1031与大数据量盲元补偿与校正电路1032连接，大数据量盲元补偿与校正电路1032与数字接口三1033连接；大数据量盲元补偿与校正电路1032通过数字接口二 1031接收来自信号读出装置102的信号，对数字信号进行像素级盲元补偿及自动校正处理，大数据量盲元补偿与校正电路1032将处理过的信号发至数字接口三 1033。
[0028]所述的增强滤波装置104包括数字接口四1041、数字滤波电路1042、图像自动增益电路1043、数字接口五1044 ;数字接口四1041与数字滤波电路1042连接，数字滤波电路1042与图像自动增益电路1043连接，图像自动增益电路1043与数字接口五1044连接；数字滤波电路1042通过数字接口四1041接收来自数字接口三1033的数字信号，数字滤波电路1042对信号进行滤波后发至图像自动增益电路1043进行图像增强处理，图像自动增益电路1043将信号发至数字接口五1044 ;
[0029]所述的多波段图像融合装置105包括数字接口六1051、图像匹配电路1052、自适应融合电路1053、数字接口七1054 ;数字接口六1051与图像匹配电路1052连接，图像匹配电路1052与自适应融合电路1053连接，自适应融合电路1053与数字接口七1054连接；数字接口六1051接收到来自增强滤波装置104中数字接口五1044的信号，发给图像匹配电路1052由其对信号进行匹配处理，图像匹配电路1052将匹配好的信号发至自适应融合电路1053，自适应融合电路1053对信号做算法融合处理并将处理好的信号发至数字接口七1054 ；
[0030]所述的输出装置106包括数字接口八1061、数模转换电路1062、模拟接口二 1063 ;其数字接口八1061与数模转换电路1062连接，数模转换电路1062与模拟接口二 1063连接；数字接口八1061收到来自数字接口七1054的信号并对信号进行数模转换为模拟信号，再传至模拟接口二 1063，模拟接口二 1063通过同轴电缆与外接显示设备连接。
[0031]以上所述仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.宽光谱多波段自适应成像系统，其特征在于它包含多波段传感装置(101)、信号读出装置(102)、高速并行处理装置(103)、增强滤波装置(104)、多波段图像融合装置(105)、输出装置(106);所述各个装置之间采用内部数字总线或模拟信号线进行连接；多波段辐射信号经过多波段传感装置(101)后，经信号读出装置(102)把辐射信号转换为电信号并进行信号调理后送至高速并行处理装置(103)，高速并行处理装置(103)中大数据量盲元补偿与校正电路(1032)对数字信号进行像素级盲元补偿及自动校正处理，大数据量盲元补偿与校正电路(1032)将信号发至增强滤波装置(104)中的数字滤波电路(1042)，由数字滤波电路(1042)对信号进行滤波后发至图像自动增益电路(1043)进行图像增强处理，图像自动增益电路(1043)将信号发至多波段图像融合装置(105)，多波段图像融合装置(105)中的图像匹配电路(1052)对信号进行匹配后发至自适应融合电路(1053)，自适应融合电路(1053)对信号进行算法融合处理，自适应融合电路(1053)将处理好的信号送至输出装置(106)中的数模转换电路(1062)，由数模转换电路(1062)对信号进行数字转换模拟后输出到模拟接口二(1063)，模拟接口二(1063)通过同轴电缆与外接显示设备连接。2.根据权利要求1所述的宽光谱多波段自适应成像系统，其特征在于所述的多波段传感装置(101)安装有近红外宽光谱CXD传感器(1011a)、超短波红外传感器(1011b)、长波红外传感器(1llc);近红外CXD传感器(1lla)与模拟接口一(1012)连接，超短波红外传感器(1llb)与模拟接口一(1012)连接，长波红外传感器(1llc)与模拟接口一(1012)连接；多波段辐射信号经过近红外C⑶传感器(1011a)，超短波红外传感器(1011b)，长波红外传感器(1llc)等装置后，不同波段的辐射信号经过相应的传感器送至模拟接口一(1012)ο3.根据权利要求1所述的宽光谱多波段自适应成像系统，其特征在于所述的信号读出装置(102)包括模拟接口一(1021)、读出电路(1022)、数字接口一(1023);模拟接口一(1021)与读出电路(1022)连接，读出电路(1022)与数字接口一(1023)连接；模拟接口一(1021)接收来自模拟接口一(1012)的多波段模拟信号并传至读出电路(1022)，读出电路(1022)将模拟信号转换为数字信号后发至数字接口一(1023)。4.根据权利要求1所述的宽光谱多波段自适应成像系统，其特征在于所述的高速并行处理装置(103)包括数字接口二(1031)、大数据量盲元补偿与校正电路(1032)、数字接口三(1033);数字接口二(1031)与大数据量盲元补偿与校正电路(1032)连接，大数据量盲元补偿与校正电路(1032)与数字接口三(1033)连接；大数据量盲元补偿与校正电路(1032)通过数字接口二(1031)接收来自信号读出装置(102)的信号，对数字信号进行像素级盲元补偿及自动校正处理，大数据量盲元补偿与校正电路(1032)将处理过的信号发至数字接口三(1033)。5.根据权利要求1所述的宽光谱多波段自适应成像系统，其特征在于所述的增强滤波装置(104)包括数字接口四(1041)、数字滤波电路(1042)、图像自动增益电路(1043)、数字接口五(1044);数字接口四(1041)与数字滤波电路(1042)连接，数字滤波电路(1042)与图像自动增益电路(1043)连接，图像自动增益电路(1043)与数字接口五(1044)连接；数字滤波电路(1042)通过数字接口四(1041)接收来自数字接口三(1033)的数字信号，数字滤波电路(1042)对信号进行滤波后发至图像自动增益电路(1043)进行图像增强处理，图像自动增益电路(1043)将信号发至数字接口五(1044)。6.根据权利要求1所述的宽光谱多波段自适应成像系统，其特征在于所述的多波段图像融合装置(105)包括数字接口六(1051)、图像匹配电路(1052)、自适应融合电路(1053)、数字接口七(1054);数字接口六(1051)与图像匹配电路(1052)连接，图像匹配电路(1052)与自适应融合电路(1053)连接，自适应融合电路(1053)与数字接口七(1054)连接；数字接口六(1051)接收到来自增强滤波装置(104)中数字接口五(1044)的信号，发给图像匹配电路(1052)由其对信号进行匹配处理，图像匹配电路(1052)将匹配好的信号发至自适应融合电路(1053)，自适应融合电路(1053)对信号做算法融合处理并将处理好的信号发至数字接口七(1054)。7.根据权利要求1所述的宽光谱多波段自适应成像系统，其特征在于所述的输出装置(106)包括数字接口八(1061)、数模转换电路(1062)、模拟接口二(1063);其数字接口八(1061)与数模转换电路(1062)连接，数模转换电路(1062)与模拟接口二(1063)连接；数字接口八(1061)收到来自数字接口七(1054)的信号并对信号进行数模转换为模拟信号，再传至模拟接口二(1063)，模拟接口二(1063)通过同轴电缆与外接显示设备连接。
【文档编号】G01S17/89GK105988122SQ201510067397
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月6日
【发明人】王新赛, 张俊奇, 范金铺, 贺菁
【申请人】上海蓝剑科技发展有限公司