可重构、分布式多光谱成像系统技术方案

本发明专利技术为可重构、分布式多光谱成像系统，属于光电技术领域。该系统包括光电成像模块、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系统功能的恢复，因而提高了系统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系统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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可重构、分布式多光谱成像系统，属于光电技术 领域。
技术介绍
目前，多光谱成像系统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 息进行采集与处理系统。以上结构的多光谱成像系统所存在的主要问 题是l)由于图像采集单元、服务单元之间互相嵌套、互相约束，系 统结构复杂，导致其研制长达数年。任何一个分系统出现问题，都将 延误整个系统的交付时间。2)在实际应用过程中，任何一个器件或单 元出现故障，都将导致整个系统功能的丧失。3)系统功能完全固化。 多光谱成像系统研制完成时，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系统上应用，导致整个系统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 光谱的成像系统是接收宽范围的电磁辐射而产生图像的系统。在主要 的结构中，该系统包含图像处理单元，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系统的用户界面。此系统 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，即系统的硬件结构。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提出一种可重构、分布式多光谱成像 系统。该系统是以可重构、分布式、多光谱为特征的光电成像系统, 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、分布式多光谱成像系统包括光电成像模块、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、分布式多光谱成像系统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。 本专利技术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 对系统功能的恢复，因而提高了系统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系统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l是本专利技术的系统框图。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。具体实施例方式以下以红外-可见光图像采集、融合、信息中继过程为例，说明 可重构、分布式多光谱成像系统的具体实施方式。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。权利要求1、可重构、分布式多光谱成像系统，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；其特征在于该系统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l所述的可重构、分布式多光谱成像系统，其特征在于 该系统包含的任意模块均可组合使用或单独使用。全文摘要本专利技术为可重构、分布式多光谱成像系统，属于光电
该系统包括光电成像模块、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、紫外成像模本文档来自技高网...

【技术保护点】
可重构、分布式多光谱成像系统，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；　其特征在于该系统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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋勇，郝群，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]