1 中国科学院微小卫星创新研究院，上海 201203
2 中国科学院大学，北京 100049
针对深度学习目标检测算法由于模型体积过大、参数量过多而在星上部署困难的问题，在YOLOv5检测模型的基础上，提出了一种轻量化的光学遥感影像目标检测算法——LW-YOLO。首先，针对YOLOv5网络中的特征信息冗余所带来的计算开销，引入轻量化Ghost模块替换网络中的普通卷积以减少参数量；接着，设计了一种空间和通道融合的注意力模块Fusion Attention（FA），并在此基础上重构了网络的瓶颈层FABottleneck，进一步减少参数量，并提高算法对于光学遥感影像目标的定位能力；最后，提出了一种稀疏参数自适应的网络剪枝方法对网络进行剪枝，进一步压缩模型大小。在DOTA数据集上的实验表明，LW-YOLO算法相比于YOLOv5s参数量下降了64.7%，模型大小下降了62.7%，推理时间降低了3.7%，同时平均精度均值仅仅下降了6.4%。该算法以较小的精度损失为代价实现了网络模型的轻量化，为星上光学影像在轨目标检测提供了理论基础。
图像处理 光学遥感影像 YOLOv5 轻量化模型 注意力机制 FABottleneck 网络剪枝 激光与光电子学进展
2022, 59(22): 2210004
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 上海 200050
2 中国科学院微小卫星创新研究院, 上海 201203
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 上海科技大学信息科学与技术学院, 上海 201210
针对多光谱遥感图像超分辨率重建易受噪声和色差影响的问题,提出了暗通道与交叉通道多先验联合的多光谱超分辨率算法。首先,在传统全变分先验的基础上,引入了暗通道先验与交叉通道先验。然后,基于最大后验概率估计理论,建立了多先验联合的多光谱超分辨率重建算法。所提算法可实现图像边缘信息恢复、图像纹理信息恢复、噪声抑制、阶梯效应抑制和色差抑制,进而综合提升了重建图像的质量。最后,开展了实验验证,结果表明,在不同信噪比(10~40 dB)和色差干扰下,相比已有算法,所提算法的重建效果显著提升。
图像处理 多帧超分辨率 多光谱图像 多先验联合 光学学报
2022, 42(10): 1010001
1 中国科学院微小卫星创新研究院，上海 201203
2 中国科学院大学，北京 100049
在遥感卫星运动成像过程中，卫星相机的高速运动会导致遥感图像出现运动模糊。针对该问题，基于一次拍摄过程中获得的不同积分时间遥感图像序列，提出了一种新的去模糊算法。利用短积分时间图像中提取出的轮廓边缘信息来引导对相邻长积分时间图像模糊核的估计，通过分段求解的思想简化了单次模糊核求解的复杂度；然后使用卷积运算对分段模糊核进行无损重组，极大地提高了模糊核估计的准确性。实验结果表明，所提算法对模糊遥感图像去模糊后的清晰程度有显著提升。
遥感图像 图像处理 运动模糊 模糊核 去模糊 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0828001
1 北京市遥感信息研究所, 北京 100192
2 上海微小卫星工程中心, 上海 201210
3 中国科学院微小卫星创新研究院, 上海 201210
4 中国科学院微小卫星重点实验室, 上海 201210
星上运动部组件所引起的颤振是当前影响超高分辨率、超高机动成像质量的一个重要因素。针对该信号难以被精确业务化检测识别的问题,提出一种基于卷帘快门CMOS成像的空间相机颤振检测方法,进一步采用高频角位移与高精度参考的数字正摄影像/数字高程模型(DOM/DEM)数据进行效果验证与评价。对2020年发射的某高分型号卫星进行了分析,分析结果表明所设计的检测方法可以有效识别空间相机成像过程中的颤振特性,颤振频率主要集中在156 Hz左右,补偿后的全色影像相对几何精度可提升1.2 pixel左右。
遥感 超高分辨率卫星 卷帘快门CMOS 颤振检测 高频角位移 分时成像
1 Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200050, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Innovation Academy for Microsatellite of Chinese Academy of Sciences. Shanghai 201210, China
星间激光通信具有传输速率高、传输距离远、抗干扰能力强的优点，已成为卫星组网的重要趋势.星间激光网络存在高移动、点对点、波束窄等特点，已有的自由空间网络（FSO）拓扑控制策略应用于星间激光通信，存在计算复杂度高、网络延迟大的不足，无法满足星间激光组网需求.文中提出了一种基于代数连通度的星间激光组网动态拓扑控制方案，通过分布式构建卫星网络连通图与网络增强方法，实现网络动态重构，并通过基于矩阵摄动理论的相关方法，降低了网络动态重构计算复杂度.该方案具有分布式、自组织、近实时的优点，可满足空间激光通信网络的动态拓扑控制需求，提高卫星快速响应能力.
激光通信 动态拓扑控制 代数图论 卫星网络 laser communication dynamic topology control algebraic graph theory satellite networks
确定大气中的云参数对于大气物理及气候研究具有重要意义。这些参数一般难以由测量直接得出，而 必须基于相关的可测物理量进行反演后才可得出。通过分析云的天基观测方式，发现云的大气路径长度、云顶气温 或气压以及云组成的微观特性可用来进行云高遥感与反演。文献调研表明，实际中使用的方法可以分为成像几何关系和通道辐射特 性两大类：前者依赖于成像过程中得到精密控制的光源、目标和遥感器的空间方位信息；后者利用定量化的遥感能够准确地获 得地物目标的辐射量值信息，如果再结合多光谱或高光谱手段，便能够得出详细丰富的云团信息。同时分别介绍了八种实用化方法。
云顶高度 遥感 反演 cloud-top height remote sensing retrieval
1 中国科学院,上海微小卫星工程中心,上海,200050
2 中国科学院研究生院,北京,100039
在基于CAN总线的嵌入式系统中,采用ARM7TDMI内核的16/32位RISC MCU是独立的地址和数据总线,而CAN总线控制器是利用地址锁存信号ALE来复用数据地址总线.为了实现MCU与CAN总线的透明连接,提出利用可重配置技术,在一块FPGA上实现MCU与CAN控制器之间总线的转换.软件仿真和实际应用表明,可重配置模块能够很好地满足时序要求,真正实现了透明的无缝传输.
控制器区域网总线 嵌入式 现场可编程门阵列 可重配置
