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随着空间技术以及电子技术的飞速发展,现代遥感技术已经成为信息获取技术中不可或缺的重要手段,然而遥感数据从获取到最终的应用,存在着数据量大、数据处理时效性差、数据利用率低等问题;作为上个世纪的最后10年中人类在对地观测方面所取得的重大技术突破之一,高光谱图像是国内外信息处理领域的研究热点之一,其良好的光谱诊断能力使得它非常适合对照自然背景发现人工目标,因此越来越收到各国的重视,然而高光谱图像具有高光谱分辨率、图谱合一等特点,在为各项应用提供详细的观测信息的同时,也带来了数据量的几何级数增长,给相应的传输、存储、处理和应用带来了极大的困难。解决以上问题的有效途径是研究发展遥感数据实时处理技术。基于以上背景,本文通过架构数据吞吐率高、处理速度快及存储量大的高光谱图像实时处理系统,研究了基于DSP的高光谱图像实时处理技术,做了以下几方面工作。
首先,阐述了高光谱图像实时处理系统的设计与实现。介绍了以TMS320DM642为核心的系统硬件设计总体架构和原理,阐述了EMIF设计、EMAC接口设计、外部扩展存储器设计、FLASH设计、JTAG接口设计以及电源时钟设计等;介绍了系统选用的高光谱图像处理算法以及软件开发工具,描述了系统的软件架构设计和工作流程,详细阐述了软件架构中各部分的功能。
其次,阐述了实现高光谱图像实时处理系统中的关键技术。本文所研究应用的技术主要包括基于Cleint/Server的网络通讯架构、可在DSP上实现TCP/IP协议栈的网络开发包(NDK)技术、DSP环境下约束能量最小化(CEM)算法的合理高效实现、数据量大的高光谱图像在DSP环境下的存储空间分配、系统的优化、自编写程序方式的FLASH烧写等。
最后,给出了实验结果和分析。为了验证说明系统的有效性和正确性,采用了两组探测向量对高光谱图像数据进行处理,并将处理结果和ENVI处理结果做了对比。然后从处理效果、NDK性能以及实时性方面对实验结果进行分析。实验结果表明,该系统处理每秒约76000个32位像素点,同ENVI软件处理结果相比,处理效果也较好,具有较好的实时性、可扩展性和应用前景。