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高光谱图像纯像元指数计算的FPGA实现
  • ISSN号:1000-565X
  • 期刊名称:华南理工大学学报(自然科学版)
  • 时间:2014
  • 页码:84-89
  • 分类:TP751[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室,陕西西安710071
  • 相关基金:国家自然科学基金优秀青年科学基金资助项目(61222101);国家自然科学基金资助项目(61301287,61301291);西安电子科技大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(K5051201006,K5051201043);高等学校创新引智基地项目(B08038)
  • 相关项目:深空图像压缩编码理论与应用研究
中文摘要:

针对高光谱图像含有上百个谱段数据、计算纯像元指数运算量大的问题,提出了一种现场可编程门阵列(FPGA)实现结构,该结构采用投影向量并行的矩阵运算策略,以减少接口的数据读取;在投影计算方面,提出了一种谱段并行的内积运算电路,以提高计算并行度,同时采用简化的投影向量以避免硬件中难以实现的浮点乘法运算。实验结果表明:对含有224谱段、分辨率为350×350的AVIRIS Cuprite高光谱图像,该结构在端元提取准确性方面优于ENVI软件和其他已有结构,对应的FPGA实现方案可以在10 s内完成纯像元指数计算,满足星载/机载现场实时处理的要求。

英文摘要:

In hyperspectral images,there exists a huge amount of data with hundreds of spectral bands,which may result in heavy computational burden of the pixel purity index (PPI).In order to solve this problem,an architec-ture for FPGA (Field Programmable Gate Array)implementation is proposed.In this architecture,the matrix com-putation based on the parallel processing of projection vectors is adopted to reduce the interface data accesses,an inner product circuit with parallel bands is proposed to improve the projection computation parallelism,and simpli-fied projection vectors are employed to avoid the floating-point multiplication in hardware implementation.The re-sults of the experiments on the AVIRIS Cuprite hyperspectral images with 350×350 resolution and 224 bands show that the proposed architecture outperforms the ENVI software and some other existing architectures in terms of end-member extraction accuracy,and that the PPI computation can be completed within 10 seconds in the corresponding FPGA implementation,which meets the requirement of real-time processing in spaceborne/airborne fields.

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期刊信息
  • 《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部科技司
  • 主办单位:华南理工大学
  • 主编:李元元
  • 地址:广州市天河区五山路华南理工大学17号楼
  • 邮编:510640
  • 邮箱:journal@scut.edu.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-565X
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1251/T
  • 邮发代号:46-174
  • 获奖情况:
  • 本学报荣获1996年国家教委系统优秀科技期刊二等奖...,1999年荣获全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀...,2001年荣获广东省优秀期刊奖和广东省优秀科技期刊...,2004年获全国高校优秀科技期刊二等奖,2006年获首届教育部优秀科技期刊奖,2008年荣获第二届教育部优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:22954