基于ADDI17004的星载高光谱成像仪图像处理系统设计实现

为解决目前遥感成像领域对大幅宽、高空间分辨率遥感光谱相机需求,研制了一套适合航天应用的高空间、光谱分辨率、高可靠性的星载高速成像光谱仪图像处理系统,它采用多片四通道并行处理ADC芯片ADD17004,具有体积小、功耗低的优点,该设计为我国遥感高光谱相机在航天遥感领域进入领先行列提供了技术支撑,也为进一步开展商业遥感领域高分 辨项目提供了有益的借鉴。     

星载高光谱成像仪的发展及军事应用

随着航天技术的发展,星载高光谱成像技术日趋成熟并得到广泛应用。首先对高光谱成像的基础概念及特点进行了阐述,然后从国内、国外两个角度系统介绍了近二十年星载高光谱成像仪的发展状况,并分析了其主要性能指标和相关遥感应用,最后对星载高光谱技术在战场环境侦察、海洋军事行动监测、战场气象环境评估、导弹预警探测等方面的军事应用进行了分析概括,并通过举例进行了简要说明。     

高光谱成像仪寻求军事用途

通过探测空间和光谱两方面的含量,高光谱成像仪已在地球资源管理、军事侦察以及医学诊断方面发现了广泛的用途。在军事图像处理系统中,对瞬时事件及移动目标的监视需要有对整个感兴趣区域进行连续数据采集的能力。     

超光谱成像仪

Chromo Dynamics公司的HSi-300超光谱成像仪是基于该公司的声光可调谐滤波器（AOTF）成像模块研制而成的。该系统包括1个集成的EMCCD相机、1个声光可调谐滤波器（AOTF）、仪器驱动和控制模块以及直观的影像像捕捉和超光谱分析软件。     

基于天宫一号高光谱成像仪的替代光谱定标方法精度对比分析

基于天宫一号高光谱成像仪2012年3月6日获取的可见近红外谱段数据,分别进行了氧气吸收通道的同步和非同步替代光谱定标,为了提高非同步替代光谱定标结果的可靠性,利用与同步实验日期相近的另外两景图像进行了多次非同步替代光谱定标.结果表明:基于三景图像的非同步替代光谱定标结果相近,差异小于0.2 nm,标准差小于0.11;同步和非同步两种替代光谱定标结果差异小于0.3 nm;以星上定标结果为基准,两种替代光谱定标方法的误差分别为0.384 nm和0.489 nm,二者差异较小.可见,可采用非同步替代光谱定标方法对高光谱成像仪进行高频次的光谱定标.     

推帚式高光谱成像仪光谱定标及精度控制研究

高光谱成像仪的光谱定标是为了确定仪器各波段中心波长和光谱分辨率,是获取地物光谱信息的必要条件。高光谱成像技术取得较快发展的同时,它的光谱分辨率也越来越高,这必然要求光谱定标的精度更高。文中从单色仪对定标精度影响出发,研究得到光源辐射强度包络对精度的影响可以达到0.12 nm以上,这对于定标精度要求很高的高光谱成像仪来说不可忽略。根据不同波长处包络的影响我们对中心波长精度进行了改善。通过实验得出波段210～228之间的中心波长精度提高了0.2 nm左右,约占总波段数的11%,波段165～209之间的中心波长精度提高了0.12 nm左右,约占总波段的24%。     

超光谱成像仪

Chromo Dynamics公司的HSi-300超光谱成像仪是基于该公司的声光可调谐滤波器（AOTF）成像模块研制而成的。该系统包括1个集成的EMCCD相机、1个声光可调谐滤波器（AOTF）、仪器驱动和控制模块以及直观的影像像捕捉和超光谱分析软件。HSi-300超光谱成像仪的成像质量可以达到衍射极限．带宽最低可至1．5nm。其波长切换时间,     

高分辨率成像光谱（HRIS）技术进展和在超光谱成像仪中的实现

由欧洲空间局（ＥＳＡ）资助的高分辨率成像光谱仪（ＨＲＩＳ）技术研制计划,设计目标为机械实验演示模型,最近进展引起了其子系统相当成功的发展。ＨＲＩＳ设计为覆盖光谱范围：４５０ｎｍ～２３５０ｎｍ、高空间和光谱分辨率的推扫超光谱成像仪。具有近空间设计的主要实验设备为：ＴＭＡ（３反射镜消像散系统）、前置光学器件、具有ｉｎ－ｆｉｅｌｄ光谱分离器的双光路光谱仪（Ｏｆｆｉｃｉｎｅ Ｇａｌｉｌｅｏ）、专用ＣＭＯＳ     

用于高光谱成像仪的大视场离轴三反系统设计

大视场、高分辨力星载高光谱成像仪已成为空间遥感的迫切需求,要求其望远系统在宽视场内具有高空间分辨力。在共轴三反系统的几何光学成像理论基础上,研究了用于高光谱成像仪的大视场离轴三反消像散(TMA)望远系统的设计问题,编制了初始结构计算程序,采用视场离轴方式,设计了一个波段范围0.4～2.5μm、焦距360 mm、相对孔径1:4、线视场11.42°的离轴三反望远系统,其主镜为6次非球面,次镜和三镜为二次曲面,考虑到市售探测器的限制,提出了视场分离的分光方法,在离轴三反系统的焦平面附近加一个刀口反射镜实现视场分离。在奈奎斯特空间频率28 lp/mm处,调制传递函数大于0.75,成像质量接近衍射极限。     

机载推帚式高光谱成像仪实现宽视场的技术途径

随着焦平面探测器和分光技术水平的提高,世界上正在运行的高光谱成像仪已可以达到几十至几百个波段,并且有相当高的信噪比和动态范围,具备进入市场化运作的技术基础。但是由于仪器视场角较小所引起的遥感作业效率低等因素却限制了高光谱成像仪的应用范围。本文介绍世界上高光谱成像仪的发展现状和如何扩大系统总视场的几种方案。最后结合目前现有技术基础进行宽视场技术研究进行了初步讨论。     

高光谱成像仪的杂散光分析

杂光分析是保证高光谱成像仪成像质量的关键技术之一。详细分析了高光谱成像仪光学系统的杂散光,设计了R-C前置镜的遮光罩和挡光环,并用Tracepro软件对高光谱成像仪光学系统进行了光机建模,分析了系统的一次、二次散射面,根据重要杂散光路径设置重点采用,计算出0.5°~40°不同离轴角度下的点源透射比值,从而得到地球表面反射光在像面产生的照度为5.5×10-3W/m2,小于中心视场光线在像面照度的3.5%,满足系统抑制杂散光的要求。     

红外光谱成像仪性能的综合考虑

红外光谱成像仪正在被考虑用 对地的目标探测。红外傅里叶变换光谱仪已经用来对野外目标和背景进行测量,对这些测量的分析表明：目标对背景颜色,高光谱波段地许多背景的波段关系是存在的,因此,与宽波段或单一窄波段红外传感器相反,采用约外光谱传感器可以在高的地物干扰背影中改善对低反差目标的探测。     

基于DSP和FPGA的高光谱图像处理系统设计

针对高光谱图像的处理系统需要具有数据吞吐率高、处理速度快及存储量大等特点,设计了一套以DSP和FPGA为核心处理器的嵌入式高光谱图像处理系统．系统采用USB接口10方式,选用TI公司TMS320C6000系列DSP和Altera公司的CycloneⅡ系列FPGA作为核心器件．首先给出了硬件实现总体框图,然后介绍了所采用的芯片,并详细叙述了FPGA周围电路的连接及系统工作原理,最后利用高光谱图像目标识别算法对系统加以验证．     

红外光谱成像仪性能的折衷考虑

红外光谱成像仪正在被考虑用于空对地目标探测应用。红外傅时叶变换光谱仪已被用来进行目标和背影的野外测量。对这些测量的分析已经证明了目标与背影颜色的存在（光谱判别）以及许多背景的高光谱波段－波段的相关性。因此,采用与宽带或单个窒息带红外敏感器不同的红外光谱敏感器,便可以改善对高热杂乱信号背景下的低对比度目标的探测。然而,这种改善需要使用高质量扔红外谱敏感器。特别是,这种敏感器必须能达到低噪声善需要使用     

轻小型宽谱段紫外高光谱成像仪光学系统设计

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用高光谱和偏振图像进行遥感

1 引言 由于物体发射或反射的光中具有丰富的光谱成分,用高光谱成像技术进行目标探测和识别是很有希望的。一般说来,图像中的光谱成分可以利用具有光谱分离功能的滤光或分色元件如声光可调谐滤光片(AOTF)、滤光片轮、衍     

远紫外电离层高光谱成像仪杂散光抑制研究

电离层空间环境复杂,紫外波段辐射能量微弱,如何抑制远紫外高光谱成像仪杂散光是研究远紫外电离层高光谱载荷的重要环节。依据系统技术要求,给出单超环面光栅型高光谱成像仪杂散光抑制方法,首先分析杂散光的主要来源和传播路径,利用UG软件设计消杂光结构,使用LightTools软件仿真不同视场和不同光栅衍射级次下接收面的能量响应,评估杂散光抑制效果。结果表明：视场外杂散光能量和视场内光线能量量级相差10^-5～10^-7,光栅非工作衍射级次光线能量和工作级次能量量级相差10^-6～10^-8,中心波长处光谱杂光系数为0.9975%,所提方法满足空间远紫外高光谱遥感指标要求。     

成像狭缝对热红外高光谱成像仪接收能量的影响

由于热红外高光谱成像仪的狭缝宽度与成像波长在同一量级,光在其内部传播时能量发生损失而不能全部被探测器像元接收,因此基于几何光学的计算像元能量的方法已不再适用。为了探究能量损失情况,采用时域有限差分方法计算了热红外高光谱成像仪中光聚焦入射狭缝前表面时狭缝后光强的分布,并利用瑞利-索末菲矢量衍射理论得到了远场光强分布,从而分析了不同狭缝宽度、狭缝厚度时能量的损失情况,并搭建了实验装置进行验证。结果表明,随着狭缝宽度增加,能量损失逐步减小,且能量主要是由于狭缝后方光波衍射导致能量不能全部进入后级成像镜头而损失,在狭缝内部损失的能量很少。当狭缝宽度为几十微米量级时,狭缝厚度对能量损失影响不大。     

星载遥感短波红外高速高光谱成像仪坏像元识别

为改善干涉成像短波红外高速高光谱成像仪的坏像元对复原光谱的影响,利用高光谱成像仪测试流程建立了坏像元识别模板,以提高坏像元识别效率。首先,按照高光谱成像仪测试流程设置增益模板和帧频模板并采集图像数据,依据正常像元增益响应设定合理判定阈值Th₁,识别不同增益下异常像元并记录对应坐标值;再依据正常像元帧频响应灰度值设定合理判定阈值Th₂,识别不同帧频下异常像元并记录坐标值。最后,对比增益模板和帧频模板判定的异常像元,融合确定坏像元。实验结果表明基于增益模板和帧频模板的识别方法在不增加设备研制测试成本的同时有效识别出短波红外高光谱成像仪探测器的坏像元,为可靠识别短波红外高光谱成像仪坏像元提供了一种低成本、高效可靠的新方法,提高了干涉成像高光谱成像仪光谱反演准确性。