CN113191384A - 一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***及安装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***，包括接收模块、伪随机序列发生模块、滤波模块、转化模块、传输模块、采集模块、量化模块、储存模块、显示模块和处理模块；同时提出了一种安装压缩感知的高光谱图像稀疏解混***的设备，卤素灯、传输模块和采集模块安装在第一箱体内，接收模块、伪随机序列发生模块、滤波模块、量化模块、转化模块、储存模块安装在第二箱体内，第一箱体、第二箱体和计算机安装在底座上。通过采集模块对数据进行亚采样，最后通过处理模块处理；通过第一箱体、第二箱体和计算机安装在底座上使一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***使用过程中避免影响精确度。

Description

一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***及安装设备
技术领域
本发明涉及图像数据处理技术领域，具体为一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***及安装设备。
背景技术
随着数字信号处理技术,计算机技术以及通信技术的迅猛发展,高光谱遥感图像处理技术在军事,民用等领域发挥着越来越重要的作用，高光谱图像的分辨率一般较低,从而导致混合像素的广泛存在，而处理混合像素相对于处理纯像素更加困难且更具重要意义，作为混合像素处理主要技术的光谱解混,就是要去求解混合像素内各混合成分所占的比例,是一种更为精确的分类技术。
高光谱图像稀疏解混是将混合像元分解成不同的基本组成单元，或称“端元”，并求得这些组成单元的所占比例，高光谱图像稀疏解混设备在解混的过程中需要先安装，而在不同的使用场景下，如何安装，也会影响设备工作的精准度。
发明内容
本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***及安装设备具有解混能力同时能用于安装***。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***，包括接收模块、伪随机序列发生模块、滤波模块、转化模块、传输模块、采集模块、量化模块、储存模块、显示模块和处理模块，所述采集模块、传输模块、接收模块、伪随机序列发生模块、滤波模块、量化模块、转化模块、显示模块、储存模块和处理模块依次连接，所述采集模块对数据进行亚采样，得到高光谱数据立方体，所述处理模块应用非负矩阵分解算法进行高光谱图像稀疏解混。
同时提出了一种安装压缩感知的高光谱图像稀疏解混***的设备，包括第一箱体、第二箱体、计算机和卤素灯，所述卤素灯、传输模块和采集模块安装在所述第一箱体内，所述接收模块、伪随机序列发生模块、滤波模块、量化模块、转化模块、储存模块安装在所述第二箱体内，所述显示模块和处理模块安装在所述计算机上，所述第一箱体、所述第二箱体和计算机安装在底座上。
进一步，所述底座安装多个能将所述底座调平的调平组件。
进一步，所述第一箱体上安装第一冷却板，所述第二箱体和计算机上安装第二冷却板，所述第一冷却板和所述第二冷却板之间通过第二管道连通，所述第一冷却板和所述第二冷却板分别连通第一管道和第三管道，所述底座内安装水腔，所述水腔内安装水泵，所述第三管道连通所述水泵，所述第一管道连通所述水腔。
进一步，所述第二箱***于计算机相邻一侧中心顶部设置有条式水平仪。
进一步，所述第一箱体两侧底部分别与活动板相向一侧底部铰接，所述活动板顶部中心两端分别与U型杆底部固定连接，所述U型杆一侧与锁紧杆卡接，所述锁紧杆底部一侧与活动杆一端固定连接，所述活动杆贯穿锁紧块两端中心，所述锁紧块内部中空，且中空部分为空腔，所述空腔中心一侧顶部与底部分别与挡环相离两端固定连接，所述挡环一侧与弹簧一端贴合，所述弹簧绕接在活动杆中心，所述弹簧另一端与固定环一侧贴合，所述固定环套接固定在活动杆中心一端，所述锁紧杆底部分别与第一箱体顶部四角位置固定连接。
进一步，所述第一箱体具有双向开口，双向开口分别对应两个所述活动板，所述第一箱体内设有载物台。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***通过采集模块对数据进行亚采样，得到高光谱数据立方体，随后将高光谱数据立方体传输到面阵相机，随后得到高光谱图像矩阵，随后将高光谱图像矩阵通过传输模块传递出去，随后传到接收模块，继而通过伪随机序列发生模块的处理，随后传到滤波模块进行过滤，对信息进行降噪处理，处理完成后传到量化模块进行量化，完成后传到转化模块转化成图像信息，随后传到显示模块显示出来，随后传到储存模块储存，随后经过计算机上的处理模块进行分析计算，建立目标函数，应用非负矩阵分解算法进行高光谱图像稀疏解混；本发明提供一种安装压缩感知的高光谱图像稀疏解混***的设备分别通过所述接收模块、伪随机序列发生模块、滤波模块、量化模块、转化模块、储存模块安装在所述第二箱体内，通过所述显示模块和处理模块安装在所述计算机上，通过所述第一箱体、所述第二箱体和计算机安装在底座上使所述一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***使用过程中避免影响精确度。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的整体结构立体示意图。
图2是本发明的图1中A区域放大示意图。
图3是本发明的整体结构正视图。
图4是本发明的图3中B区域放大示意图。
图5是本发明的整体结构侧视剖视图。
图6是本发明的图5中C区域放大示意图。
图7是本发明的整体结构正视剖视图。
图8是本发明的***流程图；。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：
本发明提出了一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***，包括接收模块22、伪随机序列发生模块23、滤波模块24、转化模块25、传输模块26、采集模块27、量化模块28、储存模块29、显示模块30和处理模块31，采集模块27、传输模块26、接收模块22、伪随机序列发生模块23、滤波模块24、量化模块28、转化模块25、显示模块30、储存模块29和处理模块31依次连接，采集模块27对数据进行亚采样，采集模块27为单像素相机、面阵相机和光谱仪，得到高光谱数据立方体，利用单像素相机和光谱仪利用压缩感知的原理对数据进行亚采样，得到高光谱数据立方体，随后将高光谱数据立方体传输到面阵相机，随后得到高光谱图像矩阵，随后将高光谱图像矩阵通过传输模块26传递出去，随后传到接收模块22，继而通过伪随机序列发生模块23的处理，随后传到滤波模块24进行过滤，对信息进行降噪处理，处理完成后传到量化模块28进行量化，完成后传到转化模块25转化成图像信息，随后传到显示模块30显示出来，随后传到储存模块29储存，随后经过计算机11上的处理模块31进行分析计算，建立目标函数，应用非负矩阵分解算法进行高光谱图像稀疏解混，处理模块31应用非负矩阵分解算法进行高光谱图像稀疏解混。
本发明同时提出了一种安装压缩感知的高光谱图像稀疏解混***的设备，包括第一箱体4、第二箱体7、计算机11和卤素灯10，卤素灯10、传输模块26和采集模块27安装在第一箱体4内，接收模块22、伪随机序列发生模块23、滤波模块24、量化模块28、转化模块25、储存模块29安装在第二箱体7内，显示模块30和处理模块31安装在计算机11上，计算机11一侧中心顶部安装有显示模块30，且计算机11一侧中心底部安装有处理模块31，第一箱体4、第二箱体7和计算机11安装在底座13上；第一箱体4内部顶面中心安装有采集模块27，采集模块27为单像素相机、面阵相机和光谱仪，第一箱体4内部顶面中心一侧安装有传输模块26。
作为具体实施例，底座13安装多个能将底座13调平的调平组件1。
作为具体实施例，第一箱体4上安装第一冷却板5，第二箱体7和计算机11上安装第二冷却板8，第一冷却板5和第二冷却板8之间通过第二管道6连通，第一冷却板5和第二冷却板8分别连通第一管道3和第三管道9，底座13内安装水腔，水腔内安装水泵12，第三管道9连通水泵12，第一管道3连通水腔；第一箱体4两侧底部分别与活动板2相向一侧底部铰接，活动板2顶部中心两端分别与U型杆15底部固定连接，U型杆15一侧与锁紧杆14卡接，锁紧杆14底部一侧与活动杆17一端固定连接，活动杆17贯穿锁紧块16两端中心，锁紧块16内部中空，且中空部分为空腔18，空腔18中心一侧顶部与底部分别与挡环21相离两端固定连接，挡环21一侧与弹簧20一端贴合，弹簧20绕接在活动杆17中心，弹簧20另一端与固定环19一侧贴合，固定环19套接固定在活动杆17中心一端，锁紧杆14底部分别与第一箱体4顶部四角位置固定连接；底座13顶部一侧与计算机11底部固定连接，计算机11一侧与第二箱体7一侧固定连接，且第二箱体7底部与底座13顶部中心固定连接，第二箱体7位于计算机11相邻一侧中心顶部设置有条式水平仪，有利于根据条式水平仪判断设备是否水平，计算机11与第二箱体7顶部分别与第二冷却板8底部贴合，第二冷却板8一侧中心与第三管道9一端固定连接，第三管道9另一端贯穿底座13顶部中心一侧，且第三管道9另一端与水泵12输出端固定连接，水泵12底部与内部底面中心一侧固定连接，第二冷却板8另一侧中心与第二管道6一端固定连接，第二管道6另一端与第一冷却板5一侧中心固定连接，第一冷却板5底部与第一箱体4顶部贴合，第一冷却板5另一端与第一管道3一端焊接，第一管道3另一端贯穿底座13顶部中心另一侧，底座13内部中空，且中空部分储存有冷却水，第一冷却板5和第二冷却板8内部中空，第一冷却板5中空部分分别与第二管道6和第三管道9相连通，第二冷却板8中空部分分别与第一管道3和第二管道6相连通，有利于实现冷却水的循环，第一箱体4底部与底座13顶部另一侧固定连接，第一箱体4内部地面中心与载物台底部固定连接，第一箱体4内部顶面中心另一侧与卤素灯10顶部固定连接，有利于承载样品，第一箱体4两侧底部分别与活动板2相向一侧底部铰接，活动板2与第一箱体4之间设置有密封圈，有利于保证第一箱体4内部密封不透光，活动板2顶部中心两端分别与U型杆15底部固定连接，U型杆15一侧与锁紧杆14卡接，锁紧杆14底部一侧与活动杆17一端固定连接，活动杆17贯穿锁紧块16两端中心，锁紧块16内部中空，且中空部分为空腔18，空腔18中心一侧顶部与底部分别与挡环21相离两端固定连接，挡环21一侧与弹簧20一端贴合，弹簧20绕接在活动杆17中心，弹簧20另一端与固定环19一侧贴合，计算机11通过导线与电源连接，活动板2与第一箱体4的铰接处以及固定环19与锁紧块16的贴合处均涂有润滑油，有利于计算机11和活动板2的正常工作，固定环19套接固定在活动杆17中心一端，锁紧杆14底部分别与第一箱体4顶部四角位置固定连接，底座13底部四角位置分别与调平组件1顶部固定连接。
作为具体实施例，第一箱体4具有双向开口，双向开口分别对应两个活动板2，第一箱体4内设有载物台。
作为具体实施例，调平组件1由螺柱101、第一固定块102、安装板103、第二固定块104、锁紧螺母105、固定板106、底板107、锁紧螺栓108和调节螺母109组成，底座13底部四角位置分别与第一固定块102顶部焊接，第一固定块102底部中心与螺柱101顶端焊接，螺柱101中上部贯穿安装板103中心，安装板103通过调节螺母109与螺柱101固定连接诶，且调节螺母109相向一侧分别与安装板103顶部与底部中心贴合，安装板103两侧分别与第二固定块104相向一侧顶部固定连接，第二固定块104相向一侧底部中心与固定板106相离一侧顶部中心贴合，且第二固定块104相向一侧底部中心与固定板106相离一侧顶部中心通过锁紧螺栓108以及锁紧螺母105固定连接，固定板106底部分别与底板107顶部中心两侧固定连接。
作为具体实施例，首先将设备放在安装平面上，观察第二箱体7上的水平仪是否水平，如果不水平则需要调平，拧松调节螺母109，沿螺柱101上下移动安装板103，从而带动第二固定块104沿螺柱101上下移动，继而带动固定板106沿螺柱101上下移动，随后带动底板107沿螺柱101上下移动，调整到合适位置时，拧紧调节螺母109，从而实现了设备的调平，有利于保证设备安装后的水平，避免了设备安装倾斜造成的实验误差，提高了设备的精确度，将样品放在第一箱体4内部的在载物台上，打开卤素灯10，照射样品，此时向上转动活动板2，使活动板2一侧与第一箱体4一侧贴合，此时转动活动杆17，从而带动锁紧杆14转动，直至锁紧杆14与第一箱体4顶部平行，此时向U型杆15方向按压活动杆17，从而带动固定环19向U型杆15方向运动，继而压缩弹簧20，使锁紧杆14穿过U型杆15，此时反向转动活动杆17，从而带动锁紧杆14反方向转动，直至锁紧杆14与第一箱体4顶面垂直，此时松开活动杆17，在弹簧20的弹力作用下，带动固定环19向U型杆15反方向运动，继而带动锁紧杆14向U型杆15反方向运动，从而锁紧杆14与U型杆15卡合，反之，侧松开，实现了活动板2的快速收起与放下，提高了工作效率，设备在工作时和设备闲置时，将活动板2收起，有利于避免外界光源对采集模块27的干扰，同时避免了灰尘的附着，此时打开采集模块27，利用单像素相机和光谱仪利用压缩感知的原理对数据进行亚采样，得到高光谱数据立方体，随后将高光谱数据立方体传输到面阵相机，随后得到高光谱图像矩阵，随后将高光谱图像矩阵通过传输模块26传递出去，随后传到接收模块22，继而通过伪随机序列发生模块23的处理，随后传到滤波模块24进行过滤，对信息进行降噪处理，处理完成后传到量化模块28进行量化，完成后传到转化模块25转化成图像信息，随后传到显示模块30显示出来，随后传到储存模块29储存，随后经过计算机11上的处理模块31进行分析计算，建立目标函数，应用非负矩阵分解算法进行高光谱图像稀疏解混，在设备工作时会产生大量的热量，此时打开水泵12，水泵12将底座13内的冷却水通过第三管道9抽到第二冷却板8内部，随后经过第二管道6运输到第一冷却板5内，随后经过第一管道3回到底座13内部，形成冷却水的循环，避免了设备过热的情况发生，提高了工作效率，冷却水代替风机散热，避免空气对流对解混的影响。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***，其特征在于：包括接收模块(22)、伪随机序列发生模块(23)、滤波模块(24)、转化模块(25)、传输模块(26)、采集模块(27)、量化模块(28)、储存模块(29)、显示模块(30)和处理模块(31)，所述采集模块(27)、传输模块(26)、接收模块(22)、伪随机序列发生模块(23)、滤波模块(24)、量化模块(28)、转化模块(25)、显示模块(30)、储存模块(29)和处理模块(31)依次连接，所述采集模块(27)对数据进行亚采样，得到高光谱数据立方体，所述处理模块(31)应用非负矩阵分解算法进行高光谱图像稀疏解混。
2.一种安装权利要求1所述一种基于压缩感知的高光谱图像稀疏解混***的设备，其特征在于：包括第一箱体(4)、第二箱体(7)、计算机(11)和卤素灯(10)，所述卤素灯(10)、传输模块(26)和采集模块(27)安装在所述第一箱体(4)内，所述接收模块(22)、伪随机序列发生模块(23)、滤波模块(24)、量化模块(28)、转化模块(25)、储存模块(29)安装在所述第二箱体(7)内，所述显示模块(30)和处理模块(31)安装在所述计算机(11)上，所述第一箱体(4)、所述第二箱体(7)和计算机(11)安装在底座(13)上。
3.根据权利要求2所述一种安装压缩感知的高光谱图像稀疏解混***的设备，其特征在于：所述底座(13)安装多个能将所述底座(13)调平的调平组件(1)。
4.根据权利要求2所述一种安装压缩感知的高光谱图像稀疏解混***的设备，其特征在于：所述第一箱体(4)上安装第一冷却板(5)，所述第二箱体(7)和计算机(11)上安装第二冷却板(8)，所述第一冷却板(5)和所述第二冷却板(8)之间通过第二管道(6)连通，所述第一冷却板(5)和所述第二冷却板(8)分别连通第一管道(3)和第三管道(9)，所述底座(13)内安装水腔，所述水腔内安装水泵(12)，所述第三管道(9)连通所述水泵(12)，所述第一管道(3)连通所述水腔。
5.根据权利要求2所述一种安装压缩感知的高光谱图像稀疏解混***的设备，其特征在于：所述第二箱体7位于计算机11相邻一侧中心顶部设置有条式水平仪。
6.根据权利要求2所述一种安装压缩感知的高光谱图像稀疏解混***的设备，其特征在于：所述第一箱体(4)两侧底部分别与活动板(2)相向一侧底部铰接，所述活动板(2)顶部中心两端分别与U型杆(15)底部固定连接，所述U型杆(15)一侧与锁紧杆(14)卡接，所述锁紧杆(14)底部一侧与活动杆(17)一端固定连接，所述活动杆(17)贯穿锁紧块(16)两端中心，所述锁紧块(16)内部中空，且中空部分为空腔(18)，所述空腔(18)中心一侧顶部与底部分别与挡环(21)相离两端固定连接，所述挡环(21)一侧与弹簧(20)一端贴合，所述弹簧(20)绕接在活动杆(17)中心，所述弹簧(20)另一端与固定环(19)一侧贴合，所述固定环(19)套接固定在活动杆(17)中心一端，所述锁紧杆(14)底部分别与第一箱体(4)顶部四角位置固定连接。
7.根据权利要求6所述一种安装压缩感知的高光谱图像稀疏解混***的设备，其特征在于：所述第一箱体(4)具有双向开口，双向开口分别对应两个所述活动板(2)，所述第一箱体(4)内设有载物台。
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