極紫外成像儀信號處理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)開題報告

極紫外成像儀信號處理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)開題報告一、課題背景和研究意義極紫外成像儀（ExtremeUltravioletImager，EUI）是中國自主研制的太陽物理衛(wèi)星——太陽活動監(jiān)測衛(wèi)星（SolarObservationandNavigationSatellite，SONG）上的載荷之一。極紫外成像儀主要用于太陽大氣層的觀測，特別是用于太陽日冕斑和耀斑的觀測，是了解太陽活動、太陽風(fēng)暴等對地球和宇宙環(huán)境的影響的重要手段之一。EUI成像系統(tǒng)由余輝成像望遠鏡（HybridLyotCoronagraph,HLC）、全息望遠鏡（Full-SunImager,FS）、短波B成像儀（SWAP-B）、中波B成像儀（MWI-B）、長波B成像儀（LWI-B）五個成像儀組成。其中，SWAP-B成像儀主要用于觀測太陽周圍的白光大氣和日冕層，能夠?qū)崿F(xiàn)含氦離子的太陽大氣物質(zhì)的選區(qū)觀測。SWAP-B成像儀的探測器采用的是CMOS相機，極紫外信號的波長范圍是17-30nm。SWAP-B成像儀的探測器讀出電子信號必須被放大和轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入計算機進行進一步的處理和分析。信號處理系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)對于保證SWAP-B成像儀的觀測精度和靈敏度至關(guān)重要。因此，本研究旨在設(shè)計并實現(xiàn)一種高精度、高靈敏度的極紫外成像儀信號處理系統(tǒng)，用于SWAP-B成像儀的信號處理與分析。二、研究內(nèi)容和研究方法本研究的主要內(nèi)容是設(shè)計并實現(xiàn)一種高精度、高靈敏度的極紫外成像儀信號處理系統(tǒng)，用于對SWAP-B成像儀的信號進行處理和分析。具體研究內(nèi)容包括：1.極紫外探測器信號的電荷放大和數(shù)字化處理；2.去噪和濾波算法的設(shè)計和實現(xiàn)；3.低光水平下的圖像增強和復(fù)原算法；4.數(shù)據(jù)可視化和結(jié)果呈現(xiàn)。本研究中，將采用以下研究方法：1.對SWAP-B成像儀的探測器讀出電路進行模擬設(shè)計，并制作電路原型驗證其性能；2.使用DSP/FPGA等硬件平臺設(shè)計極紫外信號處理算法，以實現(xiàn)高速、高效的信號處理；3.使用MATLAB等軟件平臺對算法進行模擬驗證和算法性能分析。三、預(yù)期成果和創(chuàng)新性本研究的預(yù)期成果包括：1.設(shè)計并實現(xiàn)一個高精度、高靈敏度的極紫外成像儀信號處理系統(tǒng)；2.設(shè)計并實現(xiàn)一套自適應(yīng)的低光水平下的圖像增強和復(fù)原算法；3.完成一系列的數(shù)據(jù)處理和分析，為太陽大氣物理研究提供數(shù)據(jù)支持。本研究的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.設(shè)計一種結(jié)合模擬電路和數(shù)字信號處理技術(shù)的極紫外信號處理方法；2.設(shè)計一套自適應(yīng)的低光水平下的圖像增強和復(fù)原算法，可大大提高圖像觀測精度；3.實現(xiàn)一個高效的數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)，可為太陽大氣物理研究提供實時的數(shù)據(jù)支持。四、論文結(jié)構(gòu)安排本論文的結(jié)構(gòu)安排如下：第一章：緒論，簡要介紹極紫外成像儀信號處理系統(tǒng)的研究背景、研究意義和發(fā)展現(xiàn)狀。第二章：極紫外成像儀信號處理系統(tǒng)的設(shè)計原理和方法，包括信號放大、數(shù)字化處理、去噪和濾波算法的設(shè)計、低光水平下的圖像增強和復(fù)原算法的設(shè)計等。第三章：系統(tǒng)實現(xiàn)，詳細介紹極紫外成像儀信號處理系統(tǒng)的硬件構(gòu)架和軟件實現(xiàn)。第四章：系統(tǒng)測試和性能分析，對系統(tǒng)進行了一