一种空间相机变熵压缩采样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于空间相机弱小目标探测技术领域，公开了一种空间相机变熵压缩采样装置，AD1量化装置连接有信号调理装置和信号处理装置，信号调理装置和信号处理装置输出端连接有AD2量化装置；AD1量化装置设置有第一AD转换器和第一DA转换器，第一AD转换器输出端与第一DA转换器输入端连接；信号调理装置设置有减法电路单元和信号放大单元，减法电路单元输出端与信号放大单元输入端连接；信号处理装置设置有数据存储器和时序控制器；AD2量化装置设置有第二AD转换器和第二DA转换器，第二DA转换器输出端与第二AD转换器输入端连接。本实用新型专利技术能有效降低空间相机对弱小目标探测的数据率要求，降低对AD分辨率或者传输量化位数的要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种空间相机变熵压缩采样装置


[0001]本技术属于空间相机弱小目标探测
，尤其涉及一种空间相机变熵压缩采样装置。

技术介绍

[0002]目前，利用空间相机进行弱小目标成像探测是当前遥感领域的一个热点。目前常用的探测方案是采用装在飞行器(卫星、飞机等)上的空间相机，通过高分辨率成像来实现对地或对空搜索包括飞机、流星、空间站在内的各种目标，获取信息的方式通常是通过光电探测器对目标成像，并将AD量化后的数据送后端处理或者事后处理，原始数据量一般较为庞大，数据率较高。
[0003]随着遥感技术的发展，对高时间分辨率、高空间分辨率、高辐射分辨率的追求，在技术路线上涉及大量使用高速高分辨率AD，一般为14位及以上，这样必然导致传输和处理的数据量进一步增大、数据率进一步提高，目前典型的成像相机在前端原始码率上已达到了上百Gbps的量级，而需要提取或检测的目标信号往往只有几Mbps的量级，对于检测而言，获取的大部分数据是无效数据。而传统相机前端往往在做无差别的高速采样量化，传输到后端进行处理。但空间飞行器的处理资源有限，由此必然带来了传输和处理的困难。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：对于目标检测应用环境，传统相机获取的大部分数据是无效数据，导致航天器包括功耗、信号传输链路等在内的资源浪费，而地面应用系统需要对原始数据再次进行处理和加工，实时性差且容易发生目标漏检，产出效益低。
[0005]解决以上问题及缺陷的难度为：A/D量化位数越高，分辨率越高，对探测的识别颗粒度也就越精细，然而数据量就越大，导致无用数据也越多，资源的利用率就越低，两者存在一定的矛盾。
[0006]解决以上问题及缺陷的意义为：针对空间相机对弱小目标探测的数据率要求，新方法可以降低对高分辨率AD或者传输量化位数的需求，可以极大降低该应用场合下的采集、传输和处理资源需求，在保持灵敏度、实时性探测等性能的同时，获得极高的效益，降低了空间相机与数传系统的接口复杂度，提高了航天器的可靠性和寿命，也降低了地面应用系统处理复杂度，提高了星地资源利用率。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术存在的问题，本技术提供了一种空间相机变熵压缩采样装置。
[0008]本技术是这样实现的，一种空间相机变熵压缩采样装置设置有：
[0009]AD1量化装置；
[0010]所述AD1量化装置连接有信号调理装置和信号处理装置，所述信号调理装置和信号处理装置输出端连接有AD2量化装置。
[0011]进一步，所述AD1量化装置设置有第一AD转换器和第一DA转换器，所述第一AD转换器输出端与所述第一DA转换器输入端连接。
[0012]进一步，所述信号调理装置设置有减法电路单元和信号放大单元，所述减法电路单元输出端与所述信号放大单元输入端连接。
[0013]进一步，所述信号处理装置设置有数据存储器和时序控制器。
[0014]进一步，所述AD2量化装置设置有第二AD转换器和第二DA转换器，所述第二DA转换器输出端与所述第二AD转换器输入端连接。
[0015]进一步，所述第一AD转换器输出端与所述数据存储器输入端连接；所述第一DA转换器输出端与所述减法电路单元输入端连接；所述数据存储器输出端与所述第一DA转换器输入端连接；所述时序控制器输出端分别与所述第一 AD转换器、第一DA转换器、数据存储器、第二AD转换器、第二DA转换器输入端连接接；所述信号放大单元输出端与所述第二AD转换器输入端连接。
[0016]结合上述的所有技术方案，本技术所具备的优点及积极效果为：本技术的空间相机探测器输出的模拟信号，不再是采用高分辨率无差别量化，而是经过双AD量化采样，其中AD1量化模块用于基准采样，信号处理模块将 AD1的数据经过DA1后反馈到模拟信号前端，进行相减，残差信号经过信号调理模块放大后，再送AD2量化模块进行非线性量化以提升弱小目标信号，通过与预设值的对比，通过迭代训练修正量化参数，最终实现了成像探测数据率的大幅度压缩。该方法具有灵敏度高、实时性强、数据运算量小的特点，应用后能有效降低空间相机对弱小目标探测的数据率要求，同时降低了对高分辨率AD 或者传输量化位数的要求。
[0017]相对于传统的采样方法、以及近年来的光学前端压缩采样方案，该方案能显著降低数据量。实验结果表明，对相同的区域成像，相对于传统采样方式，采用了该方法的空间探测相机，驻留时间为10ms，探测器阵列为1024*1024元， 2个谱段，则传统采样方式16bit量化码率为约3.4Gbps，采用本方法后量化码率降低到850Mbps。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本技术实施例提供的空间相机变熵压缩采样装置的结构示意图；
[0020]图中：1、AD1量化装置；2、信号调理装置；3、信号处理装置；4、AD2 量化装置；5、第一AD转换器；6、第一DA转换器；7、减法电路单元；8、信号放大单元；9、数据存储器；10、时序控制器；11、第二AD转换器；12、第二DA转换器。
具体实施方式
[0021]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0022]针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种空间相机变熵压缩采样装置，下面结合附图对本技术作详细的描述。
[0023]如图1所示，本技术实施例提供的空间相机变熵压缩采样装置包括： AD1量化装置1、信号调理装置2、信号处理装置3、AD2量化装置4、第一AD 转换器5、第一DA转换器6、减法电路单元7、信号放大单元8、数据存储器9、时序控制器10、第二AD转换器11、第二DA转换器12。
[0024]本实施例的AD1量化装置1连接有信号调理装置2和信号处理装置3，所述信号调理装置2和信号处理装置3输出端连接有AD2量化装置4。
[0025]本实施例中，所述AD1量化装置1设置有第一AD转换器5和第一DA转换器6，所述第一AD转换器5输出端与所述第一DA转换器6输入端连接；第一AD转换器5型号为AD9204
‑
20，第一DA转换器6型号为AD9761。
[0026]本实施例中，所述信号调理装置2设置有减法电路单元7和信号放大单元8，所述减法电路单元7输出端与所述信号放大单元8输入端连接。
[0027]本实施例中，所述信号处理装置3设置有数据存储器9和时序控制器10。
[0028]本实施例中，所述AD2量化装置4设置有第二AD转换器11和第二DA转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间相机变熵压缩采样装置，其特征在于，所述空间相机变熵压缩采样装置设置有：AD1量化装置；所述AD1量化装置连接有信号调理装置和信号处理装置，所述信号调理装置和信号处理装置输出端连接有AD2量化装置。2.如权利要求1所述的空间相机变熵压缩采样装置，其特征在于，所述AD1量化装置设置有第一AD转换器和第一DA转换器，所述第一AD转换器输出端与所述第一DA转换器输入端连接；所述信号调理装置设置有减法电路单元和信号放大单元，所述减法电路单元输出端与所述信号放大单元输入端连接；所述信号处理装置设置有数据存储器和时序...

【专利技术属性】
技术研发人员：林长青，孙胜利，周双喜，李璐芳，喻琪超，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：新型
国别省市：