[发明专利]空间多光谱线阵CCD遥感器成像电路系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种线阵CCD成像电路系统，特别是一种用于空间观测的多光谱线阵CCD遥感器成像电路系统。

背景技术

现有的光学遥感器大多为单一谱段，其成像电路系统主要包括焦面电路、驱动电路、焦面电源电路、信号放大电路、A/D转换电路。焦面单元主要作用是CCD信号读出。驱动单元主要作用是产生CCD控制时序，并输出电流能力较大的驱动信号给CCD芯片。信号放大电路对图像信号进行放大处理，调整信号幅度。A/D转换电路将模拟信号转变为数字信号。这种成像电路系统的焦面电路、A/D转换电路各自包含FPGA器件，控制信号由各自的电路板产生，之前由一个同步信号协调工作。这种系统结构在单一谱段的成像电路系统中适用，但在多个谱段的成像电路系统中，焦面电路、A/D转换电路都会随着谱段增加而增加，如果仍各自由FPGA产生各自电路的控制信号，那么各个电路、各个谱段的同步控制将变得非常苦难。实际上，由于信号的延时效应，对这么多电路进行精确同步控制基本不能实现。现有的成像电路系统，最终的输出信号为并行数据，这种方式使得传输导线数量多，电缆体积大，重量重，并且出故障的可能性也大，可靠性低。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种能够适用于空间多光谱线阵CCD遥感器的成像电路系统。

本发明的技术解决方案是：空间多光谱线阵CCD遥感器成像电路系统，包括焦面驱动单元、图像处理单元、图像合成单元和控制单元，其中：

焦面驱动单元：包含多个CCD遥感器，CCD遥感器对地成像并将所成遥感图像的光学信号按照不同光谱分段转换为电信号后送至图像处理单元；

图像处理单元：对传来的电信号进行放大滤波，并将所述电信号经输入电平嵌位、相关双采样与暗电平去除、A/D转换后送至图像合成单元；

图像合成单元：对传来的图像信号进行数据格式转换，将并行信号转换为串行信号，然后对串行信号和控制单元传来的输出接口的同步时钟与位时钟进行数据电平转换，将TTL电平转换为LVDS电平后输出；

控制单元：向焦面驱动单元输出CCD电荷垂直转移时钟信号和CCD电荷水平转移时钟信号，使因光子能量而感应产生的电荷从CCD像元势阱中转移到CCD芯片内寄存器中并依次输出；向图像处理单元输出双采样时钟、暗电平嵌位时钟和A/D转换时钟，双采样时钟控制图像处理单元对CCD输出的模拟图像信号和CCD暗电平信号进行采样，暗电平嵌位时钟标识出暗电平像元位置，A/D转换时钟控制A/D转换的周期；向图像合成单元输出并串转换时钟、输出接口的同步时钟、输出接口位时钟，并串转换时钟控制图像合成单元将并行数据转换为串行数据，输出接口同步时钟标识输出数据的开头、结尾，输出接口位时钟标识输出数据中每个bit数据的位置。

本发明与现有技术相比的优点在于：其一、本发明焦面单元包含4个CCD的焦面驱动电路，可以使4个光谱的CCD同时成像；其二、本发明的图像处理单元包含多级滤波器，可以抑制信号噪声，提高信号质量；其三、本发明的图像处理单元具有暗电平嵌位功能，暗电平信号是CCD信号输出信号中不可避免的信号，属于无用信号，本发明图像处理单元可以将图像信号中的暗电平去除，提高信号质量；其四、本发明与现有技术相比增加了图像合成单元，将并行数据转变为串行数据，使传输导线数量减为并行数据的八分之一，大大减少了电缆数量与重量，降低了电缆故障的可能性；其五、本发明采用集中控制方法，用一个控制单元产品成像电路系统各个单元的全部控制信号，这样可以有效解决多个谱段、多个单元电路同步工作的问题，避免因延时误差导致的各电路工作顺序错误。

附图说明

图1为本发明成像电路系统的组成原理框图；

图2为本发明成像电路系统中图像处理单元的电路图；

图3为本发明成像电路系统中图像合成单元的电路图；

图4为本发明成像电路系统中控制单元的电路图；

图5为本发明成像电路系统中控制单元FPGA的信号流程图。

具体实施方式