全谱段光谱成像仪集成可见多光谱、短波/中波红外以及长波红外三种探测器, 覆盖十多个谱段, 具有目前国内同类遥感仪器最宽光谱信息, 同时系统复杂且技术难度较大。为解决全谱段光谱成像仪多探测器同步控制、海量数据存储与集成处理以及探测器在轨增益、级数、积分时间等其他参数调整问题, 设计了一种多探测器数据控制与处理系统。该系统硬件以现场可编程门阵列(FPGA)为核心控制处理单元, 采用光耦合差分器件与其它设备进行连接和传输; FPGA软件采用模块化设计思想, 自顶向下用硬件描述语言(VHDL)进行设计; 利用仿真工具、硬件模拟器进行验证, 结果证明了该设计的正确性和有效性。在实际工程应用中, 该系统功能全面、接口灵活、可靠性高且易扩展。

改进了传统的尺度不变特征变换(SIFT)算法, 使其在进行图像匹配的同时, 可以求取出物体的旋转角度。首先, 利用SIFT特征对旋转保持不变的特性, 按照原算法提取出旋转前后两幅图像的SIFT特征, 分析特征点主方向的计算过程, 记录每个特征点主方向的角度值进行特征匹配。然后, 计算出每对匹配的SIFT特征点的主方向角度之差, 得到特征点的旋转角度; 采用迭代自组织聚类的方法分析得到的特征点旋转角度数据, 依据类内方差和类内样本数目, 选取正确的样本类。最后, 选用该样本类的均值作为物体的最终旋转角度。实验结果表明, 该方法在图像畸变不大时的误差在3°以内, 即使在部分遮挡的情况下, 也能较好地计算出旋转角度。在时间复杂度增加不大的情况下, 使SIFT算法具有了计算旋转角度的功能, 拓宽了应用方向。