CN101349591A - 可重构、分布式多光谱成像*** - Google Patents

可重构、分布式多光谱成像*** Download PDF

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Abstract

本发明为可重构、分布式多光谱成像***，属于光电技术领域。该***包括光电成像模块、图像融合模块、智能控制模块、数据挖掘模块、信息中继模块、显示模块。光电成像模块包括可见光成像模块、红外成像模块、微光成像模块、紫外成像模块。各个模块内均集成有无线数字通信模块。当某一模块发生故障或受到破坏时，可通过更新该模块迅速实现对***功能的恢复，因而提高了***对不同环境的生存能力；在任意时间内，均可通过更新子模块对整个***的功能进行重新配置和升级；通过对同一探测区域及目标的多光谱信息获取与融合处理，提高了信息的可靠性，降低了信息冗余。

Description

可重构、分布式多光谱成像***
技术领域
本发明涉及一种可重构、分布式多光谱成像***，属于光电技术领域。
背景技术
目前，多光谱成像***一般采用一体化的物理结构，即可见光、红外、微光、紫外等图像采集单元与相关服务单元(图像融合、智能控制、数据挖掘、信息中继模块等)集成在一起，形成多光谱图像信息进行采集与处理***。以上结构的多光谱成像***所存在的主要问题是：1)由于图像采集单元、服务单元之间互相嵌套、互相约束，***结构复杂，导致其研制长达数年。任何一个分***出现问题，都将延误整个***的交付时间。2)在实际应用过程中，任何一个器件或单元出现故障，都将导致整个***功能的丧失。3)***功能完全固化。多光谱成像***研制完成时，其功能就已确定，无法根据应用需求进行更改。4)由于采用一体化设计，最新的硬件技术及算法无法在已有的***上应用，导致整个***无法跟上技术的进步。
目前公开的文献中专利号为US6009340A1的美国专利采用的多光谱的成像***是接收宽范围的电磁辐射而产生图像的***。在主要的结构中，该***包含图像处理单元，该图像处理单元有多个专门的输入端，每个输入端与一个接收某一特定波长范围电磁波的传感器相连接。图像处理单元接收传感器的数据，并进行处理，最后产生适用于多媒体控制器和计算机的输出。多媒体控制器和计算机是用来存储、显示以及打印图像数据的。在主要的结构中，多媒体控制计算机还要将图像数据通过多条数据线传输到图像***的用户界面。此***采用了一体化设计，虽具有一定的多光谱成像能力，但不具备可重构分布的特性。
另一个专利号为US2007206103的美国专利公开了一种用于多光谱成像的仪器，仪器由一个拼接式的滤波器阵列，一个传感器阵列，以及一个数据采集与处理模块组成。传感器阵列用以获取经滤波器阵列滤波后的图像。数据采集与处理模块接收来自传感器阵列的数据(或拼接式的数据)并处理为一幅图像。数据采集与处理模块在处理拼接式数据时，首先对传感器阵列提供的拼接数据进行插值获得一个近似，然后对第一次得到的近似再进行一次插值获取到第二个近似值。其主要特征体现在图像数据处理，即***的硬件结构。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提出一种可重构、分布式多光谱成像***。该***是以可重构、分布式、多光谱为特征的光电成像***，具有功能配置能力强、信息获取量大、环境适应能力强等特点。
该可重构、分布式多光谱成像***包括光电成像模块、图像融合模块、智能控制模块、数据挖掘模块、信息中继模块、显示模块。其中，光电成像模块包括可见光成像模块、红外成像模块、微光成像模块、紫外成像模块。以上任一模块内均有无线数字通信功能。
可重构、分布式多光谱成像***的具体工作过程如下：光电成像模块中的可见光成像模块、红外成像模块、微光成像模块、紫外成像模块获取可见光、红外、微光、紫外图像，并将图像信息传输至智能控制模块、图像融合模块、数据挖掘模块、信息中继模块。智能控制模块接收各成像模块输出的图像，利用像质评价算法对图像质量进行评价，依据评价结果及成像需求，生成控制参数组合，并反馈至光电成像模块；图像融合模块通过无线数据通信电路接收可见光、红外、微光、紫外图像，进行图像融合处理；数据挖掘模块接收光电成像模块、图像融合模块输出的图像，基于所获取的图像数据和已有数据进行数据挖掘来获取探测区域内的潜在信息；信息中继模块接收光电成像模块、融合模块输出的图像，并通过功率放大后再次发射，以延长图像的无线传输距离；最终，由显示模块接收各模块输出的图像、数据信息，并进行解调、显示。
本发明的有益效果是：
当某一模块发生故障或受到破坏时，可通过更新该模块迅速实现对***功能的恢复，因而提高了***对不同环境的生存能力；在任意时间内，均可通过更新子模块对整个***的功能进行重新配置和升级；通过对同一探测区域及目标的多光谱信息获取与融合处理，提高了信息的可靠性，降低了信息冗余。
附图说明
图1是本发明的***框图。其中：1-红外成像模块，2-可见光成像模块，3-紫外成像模块，4-微光成像模块，5-智能控制模块，6-图像融合模块，7-数据挖掘模块，8-信息中继模块，9-显示模块。
具体实施方式
以下以红外-可见光图像采集、融合、信息中继过程为例，说明可重构、分布式多光谱成像***的具体实施方式。
第一步：红外成像模块、可见光成像模块分别采集红外图像、可见光图像，并通过自身的高速无线数据通信电路向智能控制模块发送。
第二步：智能控制模块通过自身的高速无线数据通信电路接收来自红外成像模块、可见光成像模块的红外图像、可见光图像；对所接收到的红外、可见光图像质量进行像质评价。依据探测需求及评价结果，生成红外成像模块、可见光成像模块的控制参数组合；通过自身的高速无线数据通信电路将控制参数组合向红外成像模块、可见光成像模块发送。
第三步：红外成像模块、可见光成像模块无线接收各自的控制参数组合。利用所接收到的控制参数对自身的功能进行重新配置，以获得理想的图像质量；红外成像模块、可见光成像模块分别采集目标区域的红外图像、可见光图像，并通过自身的高速无线数据通信电路向图像融合模块发送。
第四步：图像融合模块通过自身的高速无线数据通信电路接收到红外图像、可见光图像，并进行图像融合，形成红外-可见光融合图像；利用自身的高速无线数据通信电路将融合图像向信息中继模块发送。
第五步：信息中继模块无线接收融合图像；同时，通过自身的大功率调制、放大电路对融合图像进行二次发送。
第六步：后方接收终端通过高速无线数据通信电路接收到中继模块发送的融合图像，并完成融合图像的显示与输出。

Claims (2)

1、可重构、分布式多光谱成像***，包括光电成像模块、图像融合模块、智能控制模块、数据挖掘模块、信息中继模块、显示模块；光电成像模块包括可见光成像模块、红外成像模块、微光成像模块、紫外成像模块；各个模块内均集成有无线数字通信模块；
其特征在于该***的具体工作过程如下：光电成像模块中的可见光成像模块、红外成像模块、微光成像模块、紫外成像模块获取可见光、红外、微光、紫外图像，通过其内部的无线数据通信模块将图像信息传输至智能控制模块、图像融合模块、数据挖掘模块、信息中继模块；智能控制模块接收各成像模块输出的图像，利用像质评价算法对图像质量进行评价，依据评价结果及成像需求，生成控制参数组合，并反馈至光电成像模块；图像融合模块通过无线数据通信电路接收可见光、红外、微光、紫外图像，进行图像融合处理；数据挖掘模块接收光电成像模块、图像融合模块输出的图像，基于所获取的图像数据和已有数据进行数据挖掘来获取探测区域内的潜在信息；信息中继模块接收光电成像模块、融合模块输出的图像，并通过功率放大后再次发射，以延长图像的无线传输距离；最终，由显示模块接收各模块输出的图像、数据信息，并进行解调、显示。
2、根据权利要求1所述的可重构、分布式多光谱成像***，其特征在于：该***包含的任意模块均可组合使用或单独使用。
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