[发明专利]一种航天超大面阵CCD视频信号实时处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航天超大面阵CCD视频信号实时处理方法，属于航天遥感器视频信号处理技术领域。

背景技术

我国目前的卫星图像处理工作都是由地面图像处理系统完成的，只对地面站接收到的原始数据进行处理，在星上压缩之前未做任何处理，导致部分成像结果效果很差。

目前我国的卫星采用CCD大部分为线阵CCD,超大面阵CCD首次应用于航天领域。

实际的CCD在像元的响应、噪声水平、量子效率等方面均存在差异，导致在相同的光照条件下各个像元产生不同的光电子数，所对应的输出信号也不一致的现象，这种现象称为像元响应的不一致性。造成这种不一致性现象的原因多种多样，普通线阵CCD的象元响应不一致性在4％左右，而超大面阵CCD的象元不一致性一般能控制在10％左右，如不对其进行处理，会使输出图像存在明显的条带效应。并影响后续其他处理算法的性能。

CCD的像元响应不一致性主要由暗电流不一致性噪声和固定图形噪声引起。暗电流不一致性噪声是由于暗电流分布不均匀、各光敏元大小间隔不等引起的空间分布噪声。固定图形噪声是指出现在固定位置的噪声，它主要是由于CCD衬底材料的不均匀、像元尺寸不同、电极交叠区域大小和厚度不同以及表面镀膜误差等引起光电二极管的感光度不同造成的。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种航天超大面阵CCD视频信号实时处理方法，满足超大面阵CCD视频信号实时处理所需要高速大容量系数，同时兼顾航天电子系统满足空间恶劣环境的要求，解决了视频信号实时处理的问题。

本发明解决的技术方案为：一种航天超大面阵CCD视频信号实时处理方法，步骤如下：

(1)Flash存储器，存储设定的航天超大面阵CCD视频信号实时处理系统的初始化系数，包括校正系数k_ij、暗电流校正系数b_ij和c_ij，送至FPGA；

(2)DDR存储器包括n＊m个按地址编号的存储字，FPGA将步骤(1)设定的第i路视频信号的第j个图像数据所需的航天超大面阵CCD视频信号实时处理系统的初始化系数存储至DDR存储器的第(j-1)*n+i个存储字，直至将步骤(1)设定的第n路视频信号的第m个图像数据所需的航天超大面阵CCD视频信号实时处理系统的初始化系数存储至DDR存储器的第n*m个存储字；

(3)A/D转换器，接收超大面阵输出的n路视频模拟信号，每一路视频模拟信号包括m个模拟图像数据，进行模数转换，输出n路视频数字信号，每一路视频数字信号包括m个数字图像数据，至FPGA；

(4)FPGA将第i路视频信号的第j个图像数据所需的航天超大面阵CCD视频信号实时处理系统的初始化系数从DDR存储器中读取后，将该初始化系数和A/D转换器输出的n路视频数字信号中的第i路视频数字信号第j个图像数据y_ij进行图像校正，得到校正后的视频数字信号S_ij，校正公式如下：

S_ij＝k_ij(y_ij-(b_ij×DC+c_ij×g))

式中DC为暗像元的大小，g是与AD转换芯片增益有关的修正因子，1≤i≤n，1≤j≤m；

(5)校正后的视频数字信号S_ij依次从FPGA输出。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明采用大容量、高可靠Flash存储器件存储视频信号实时处理所需要的系数。

(2)本发明系统初始化期间FPGA将Flash存储器件中按照特定的存储方式存储在DDR存储器件中。

(3)本发明系统完成将Flash中的系数转存的DDR中之后，FPGA高速读取DDR中的系数为视频信号实时处理提供系数。

(4)本发明能实现超大面阵CCD相机视频信号不一致性校正、暗象元校正等各种算法的实时处理。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明的方法流程图；

图3为本发明DDR中系数存储的方式。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

单个CCD像元的理想光电响应模型为：

y_i＝ηx_i+n (1)