基于Zynq的多光譜遙感圖像的預(yù)處理.pdf

1、靜止氣象衛(wèi)星屬于一種專門的遙感衛(wèi)星，負(fù)責(zé)全天候的氣象觀測工作。根據(jù)它拍攝的衛(wèi)星云圖，可以對災(zāi)害性天氣進(jìn)行監(jiān)測與預(yù)警，保障人民群眾的生命及財產(chǎn)安全。由于多光譜遙感圖像數(shù)據(jù)量巨大，因此對多波段的紅外圖像進(jìn)行分類前的壓縮、融合預(yù)處理，對于提高云圖的分辨率，緩解傳輸壓力，增強(qiáng)夜間探測能力，具有現(xiàn)實意義。
　　通過對多光譜遙感圖像的特性分析，發(fā)現(xiàn)各波段的紅外云圖具有一定的相關(guān)性，且分辨率低、邊緣模糊。從數(shù)據(jù)的壓縮、融合角度考慮，本文選擇 K

2、-L變換及小波變換兩種方法進(jìn)行預(yù)處理研究。通過Matlab編程實現(xiàn)兩種變換算法，綜合圖像的視覺效果和定量指標(biāo)，比較得出 K-L變換能夠有效地提取相關(guān)性較低的云朵信息，且與同時段可見光云圖最接近；小波變換則更多地保留源圖像細(xì)節(jié)信息，適用于預(yù)處理后的云圖結(jié)構(gòu)分析。因此，K-L變換更適合于紅外云圖的預(yù)處理。
　　本文是在Xilinx公司的Zynq平臺上，采用軟硬件協(xié)同設(shè)計的方法實現(xiàn)多通道圖像數(shù)據(jù)的K-L變換。在K-L IP核的設(shè)計過程中

3、，采用C語言編程實現(xiàn)K-L變換算法，經(jīng)VivadoHLS工具綜合后，優(yōu)化生成相應(yīng)的IP核。經(jīng)過C/RTL協(xié)同仿真驗證可知，由C語言轉(zhuǎn)化的RTL級代碼準(zhǔn)確無誤，最后完成IP核的封裝工作。
　　完成K-L IP核的設(shè)計后，在Zedboard開發(fā)板上進(jìn)行測試。基于Zynq的多光譜遙感圖像預(yù)處理系統(tǒng)包含圖像的采集、數(shù)據(jù)的緩存、算法的處理以及預(yù)處理后數(shù)據(jù)的傳輸四部分。經(jīng)過實驗驗證，采用K-L變換對三幅分辨率為640×480的圖像進(jìn)行一次預(yù)處