多光谱相机系统集成与调焦方法研究

【摘要】多光谱相机由于同时用几个谱段对同一位置的地物目标进行成像，避免了传统RGB相机采集到的图像同色异谱的问题，包含的图像信息更多，对于恢复物体表面光谱发射率更加准确，在环境监测、航空摄影等方面应用广泛。本文来源于中科院遥感与数字地球研究所的红外多角度多光谱相机系统（WIDAS）项目，此项目由2个多光谱相机和1个热红外热像仪组成，能同时获取可见光、近红外5波段5个角度和热红外波段7个角度的数据。本文承担了WIDAS系统中的多光谱相机系统两个方面的工作。首先是整个多光谱相机系统的集成部分，主要设计集成系统中的DC/DC电源模块，解决相机在飞行时必须使用机上28VDC却没有合适的适配器的问题，实现把28VDC转化为相机可以使用的24VDC的功能。其次是相机系统的成像软件部分，使用EPIX采集卡的开发包，利用Visualc++的MFC界面实现对相机图像数据的采集、五个波段图像显示的功能。整个多光谱相机的调焦方法的研究，由于相机不带自动调焦机构，所以采用手动调焦方式，以图像的清晰度评价作为相机聚焦优劣的依据。针对离焦产生的图像模糊，根据目前常用的均方差、峰值信噪比、结构相似度算法，提出了一种无参考结构相似度的算法，并且使用MatlabR2009a得到了实现，使用BP神经网络建立了模型并测试了样本。最后，对整个集成系统进行测试，系统运行良好，基本满足了用户需求，电源模块效率为92%，在误差范围之内，相机的成像软件可以显示五个波段的图像，对于离焦模糊图像的测试拟合度高达98%，证明了此算法对于离焦模糊图像评价的可行性，为以后离焦模糊图像的评价提供了一个有价值的参照。
【作者】付玉倩；
【导师】齐剑玲；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），检测技术与自动化装置，2014，硕士
【关键词】多光谱相机；电源模块；清晰度评价；BP网络；

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