【摘 要】
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高光谱仪作为物质结构与成份分析的测量仪器,既能获得被测物的外部特征,又能获取被测物的成份光谱信息,在遥感成像、工业检测、农作物分类等方面有着广泛的应用。随着微电子技术的发展,高光谱仪逐渐实现小型化、便携化。针对当前微型高光谱仪存在的嵌入式本地数据处理能力弱、难以实现大容量高光谱数据实时无线传输等问题,本文采用新兴的快照马赛克面阵高光谱传感器,基于Zynq嵌入式可扩展处理平台,实现了一套可嵌入式本地
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高光谱仪作为物质结构与成份分析的测量仪器,既能获得被测物的外部特征,又能获取被测物的成份光谱信息,在遥感成像、工业检测、农作物分类等方面有着广泛的应用。随着微电子技术的发展,高光谱仪逐渐实现小型化、便携化。针对当前微型高光谱仪存在的嵌入式本地数据处理能力弱、难以实现大容量高光谱数据实时无线传输等问题,本文采用新兴的快照马赛克面阵高光谱传感器,基于Zynq嵌入式可扩展处理平台,实现了一套可嵌入式本地高光谱数据压缩的微型高光谱仪系统,并完成了高光谱图像数据的FPGA压缩处理。主要研究工作如下:1、设计基于Zynq平台的高光谱数据采集系统,包括系统总体结构设计、硬件设计和软件设计等。在微型高光谱仪中搭建嵌入式Linux系统,为微型高光谱仪高速采集与处理奠定了基础。2、搭建Socket网络服务器,并完成移动终端Android APP开发,使微型高光谱仪通过Socket网络服务器与移动终端进行交互,实现了稳定的高光谱数据采集与无线传输。3、研究针对快照马赛克面阵高光谱图像的无损预测压缩算法,并进行FPGA仿真,压缩比在1.7-2间,为WIFI下快照马赛克面阵高光谱图像数据的无线传输创造了条件。将压缩后的高光谱图像数据进行解码,可无损的恢复原始高光谱图像。本文设计完成的微型高光谱仪结构小巧,可快速采集高光谱数据并进行本地处理,并针对快照马赛克面阵高光谱图像进行了FPGA无损压缩。所实现的微型高光谱仪可应用于旋翼无人机载高光谱成像、物质工业检测分类等领域,具有重要的应用价值。
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