适于多光谱图像压缩的配准预处理系统

摘要

本发明公开了一种适于多光谱图像压缩的配准预处理系统，主要解决卫星拍摄的多光谱图像由于未配准影响实时压缩性能的问题。本系统包括：图像输入模块(1)、图像缓存模块(2)和配准计算模块(3)。图像输入模块将全景相机产生的辅助数据和待配准多光谱图像数据重新组织成适于系统内部处理的图像数据，输出给图像缓存模块和配准计算模块；图像缓存模块缓存图像输入模块输入的图像数据；配准计算模块控制图像输入模块和图像缓存模块读入参考谱段和待配准谱段数据，利用该读入数据进行配准，并将配准后的多光谱图像输出到下级系统。本发明实现简单、处理实时、显著提高了后级系统的压缩性能，可用于卫星拍摄的多光谱图像压缩前的配准预处理工作。

主权项

一种适于多光谱图像压缩的配准预处理系统，其特征在于通过一片FPGA实现，它包括图像输入模块(1)、图像缓存模块(2)和配准计算模块(3)：所述图像输入模块(1)，用于将电荷耦合元件CCD全景相机产生的辅助数据和待配准多光谱图像各谱段数据重新组织成适于FPGA内部处理的图像数据，并输出给图像缓存模块(2)和配准计算模块(3)；所述图像缓存模块(2)，用于缓存图像输入模块(1)的输入图像数据；所述配准计算模块(3)，包括：两个下采样子模块(31)(32)，用于将从图像输入模块(1)读出的图像数据和从图像缓存模块(2)读出的图像数据重新拆分为图像像素点，再对连续的4个像素点求取平均值得到一个新的下采样像素点以代替原4个像素点，并输出给配准控制子模块(34)；协方差计算子模块(33)，用于求得配准控制子模块(34)输入的两路谱段图像数据的协方差，并将协方差值输出给配准控制子模块(34)；配准控制子模块(34)，用于完成多光谱图像配准，即：在配准开始后，选取三块参考谱段图像分别与待配准谱段图像进行一次块配准，根据初始谱段偏移量判断图像缓存模块(2)是否已经缓存配准计算所需数据：如果已缓存，则输出读指令到图像缓存模块(2)读出所需数据到下采样子模块(32)，如果未缓存，则直接读出图像输入模块(1)数据到下采样子模块(31)；当协方差计算子模块(33)传回协方差值后，通过协方差值得到行偏移量，并根据本次计算与前一次计算得到的行偏移量的差的绝对值判断是否完成块配准：若绝对值小于等于1，则块配准收敛，收敛计数加1，若绝对值大于1，则块配准不收敛，收敛计数清0，当收敛计数等于8时块配准完成，该块偏移量为配准收敛的8次行偏移量的平均值；在对三块参考谱段图像配准完成后，通过错误判决得到最终偏移量：即将得到的三个块偏移量从小到大排列，得到最大值与中值的差α，最小值与中值的差β；计算|β‑α|得到α与β差的绝对值γ，再将γ与设定门限值λ相比，若γ≤λ，则对三个块偏移量取平均值得到最终偏移量，反之，剔除与中值相差较大的偏移量，对剩下的两个块偏移量取平均值得到最终偏移量，其中，λ＝2；将最终偏移量输出给图像输出子模块(35)；图像输出子模块(35)，用于在配准完成后，根据配准控制子模块(34)输入的配准后谱段偏移量发出读信号到图像缓存模块(2)读出缓存的图像数据，将其恢复为原始数据格式输出给下级系统。