[发明专利]一种空间多谱段成像仪视频电路系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频电路系统，特别是一种同时包含CCD探测器和红外探测器的空间多谱段成像仪的视频电路系统。

背景技术

多谱段光谱成像仪系统是一项集合了空间几何光学、物理光学、光谱学、微电子学、热力学及空间材料学于一体的空间光学遥感系统。它可以实现对地表的昼夜连续观测，对环境监测及资源调查等应用领域具有重要意义。多谱段成像仪的成像谱段通常包括可见光谱段、近红外谱段、短波红外谱段、中波红外谱段和长波红外谱段。以往多个谱段成像的实现方式主要有以下两种：

一种方法是将不同谱段的成像设备设计成独立的成像仪。该仪器拥有独立的镜头，探测器和数据处理设备。多个这样的仪器同时存在于卫星平台上，工作时分别成像。这种方法的好处是设备间相互干扰小，设计方法简单，但是体积、重量和功耗都很大，不能实现多个谱段对同一目标的同时观察。

另一种方法是利用滤光片和分光镜将不同光谱的光线照射在多个相同的探测器上，从而实现对不同光谱的成像。这种方法比第一种方法有较大提高，可以实现多个谱段对同一目标的同时观测，但是由于使用了相同类型的探测器(全部使用CCD探测器或者全部使用红外探测器)，受探测器光谱响应带宽的限制，这种方法不能在较宽的光谱范围(例如从可见光到长波红外)内实现观测。

因此，要在较宽的光谱范围内实现多个谱段对同一物体的同时成像，需要设计一种能够兼容多种探测器同时工作的视频电路系统。该系统设计的重点在于如何避免不同工作原理的探测器同时工作后产生的相互干扰，如何同步各探测器协同工作，如何将多路图像数据进行统一的编码和输出。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种空间多谱段成像仪视频电路系统，该系统结构简单、拓展能力强、适用范围大、设备间相互干扰小，解决了空间多谱段成像仪不同探测器同时成像的难题。

本发明的技术解决方案是：一种空间多谱段成像仪视频电路系统，包括一个信息处理设备和N个成像设备；信息处理设备包括控制单元、遥控遥测处理单元、数据编码发送单元、存储单元以及N个成像信号处理单元，其中成像信号处理单元与成像设备一一对应；

遥控遥测处理单元接收外部遥控遥测设备上传的遥控指令并输出给控制单元，所述遥控指令为成像设备参数设置指令；

控制单元将接收到的遥控指令进行解码，并将解码后的遥控指令以及复位信号、行同步信号和时钟信号一起输出给该遥控指令对应的K个成像信号处理单元；所述复位信号、行同步信号和时钟信号由控制单元根据预先设定的工作状态产生；

K个成像信号处理单元对接收到的控制单元的指令和信号进行校验后输出给对应的K个成像设备；

每个成像设备接收到成像信号处理单元发送的复位信号后开始启动，并根据遥控指令对自身的参数进行设置，参数设置完成后每个成像设备将接收到的对应谱段的光信号转换成数字图像信号；K个成像设备根据接收的行同步信号和时钟信号，在每一个行周期内将得到的数字图像信号同步输出给对应的成像信号处理单元；K个成像信号处理单元将接收到的数字图像信号均输出给控制单元，控制单元将接收的数字图像信号暂存在存储单元中，向外发送数字图像信号时，控制单元从存储单元中提取K个成像信号处理单元的数字图像信号，将其处理成格式统一的图像数据通过数据编码发送单元输出给外部数据传输设备；

每个成像信号处理单元按照预定的频率和通信格式从对应的成像设备中读取遥测信息，并将该信息发送给控制单元，控制单元对每个成像设备的遥测信息进行编码后通过遥控遥测处理单元输出给外部遥控遥测设备，以供外部遥控遥测设备判断各成像设备是否正常工作；0<K≤N。

所述控制单元将K个成像信号处理单元的数字图像信号处理成格式统一的图像数据的实现方式为：

(2.1)控制单元提取K个成像信号处理单元输出的数字图像信号的最大公约数P；

(2.2)控制单元根据该最大公约数将每个成像信号处理单元输出的数字图像信号划分成多个小数据包，每个小数据包使用相同的格式进行编码，均含有P个图像数据以及工程辅助数据；

其中工程辅助数据位于每个小数据包的前端，工程辅助数据中标注了数据包包头、数据包序列控制信息、其他设备的工作参数、本设备的成像参数、谱段编号和谱段行计数。

所述每个成像信号处理单元均包括数据接收和缓存模块、遥控和遥测信号处理模块、时钟和同步信号处理模块；