I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m b e r   20 20 ,   pp.   690 ~ 703   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 20 .i 2 . pp 690 - 703             690       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   Im p l e m e n t a t i o n   o f   t h e   e l e c t r o n i c   se c t o r   o f   t h e   s a t e l l i t e   c a m e r a   a n d   i m a g e   c o n t r a st   e n h a n c e m e n t       M aji d   Za r i e Jafa r   K h a l i l p o u r F ar h ad   S ad e gh i   A l m al o o   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   D e pa r t m e nt ,   K ha t a m   a l - a nb i a   ( p buh )   U n i v e r s i t y ,   I r a n       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   F e b   1 2 ,   2 020   R e v i s e A pr   16 ,   2020   A c c e pt e A p r   30 ,   2020       T he   p ur po s e   o f   t hi s   pa pe r   i s   t o   de s i g a n i m pl e m e nt   t he   e l e c t r o ni c   s e c t o r   o f   s a t e l l i t e   c a m e r a   o t he   ba s i s   o f   s y s t e m a t i c   c a l c ul a t i o ns   a s   w e l l   a s   pr e s e n t i ng  t he   g e ne r a l   a n d e t a i l e d   bl o c d i a g r a m .   T h e   m a i pa r t s   o f   t he   de s i g ne d   c a m e r a   c o ns i s t   o f   f o ur   uni t s   na m e o pt i c s ,   d e t e c t o r ,   pr o c e s s o r s ,   a n m e m o r y   t ha t   c a w o r i o ne   o f   t hr e e   m o de s :   r e a l - t i m e ,   s t o r a g e   a n s t o r a g e - s e n d .   V e r i f i c a t i o n   o f   t h e   s i m u l a t i o n   a n d   p r a c t i c a l   r e s u l t s   a r e   s ho w c o m pl e t e l y   b y   r e c e i v i ng   i m a g e s .   A c c o r di ng   t o   t he   c o ndi t i o ns   o f   t h e   s a t e l l i t e   i m a g i ng ,     i m o s t   c a s e s ,   t he r e   i s   a   ne e t o   i m pr o v e   t he   i m a g e   qua l i t y .   A   v e r y   i m po r t a nt   f e a t u r e   i t h e   s a t e l l i t e   i m a g e s   i s   c o nt r a s t   e nha nc e m e nt .   I t he   f o l l o w i ng ,     a   po w e r f ul   c o nt r a s t   e nh a nc e m e n t   a l g o r i t hm   i s   pr o po s e b a s e o hi s t o g r a m   e q u a l i z a t i o n   m e t h o d   c a l l e d   t h e   e n t r o p y - b a s e d   t r i p l e   d y n a m i c   c l i p p e d   hi s t o g r a m   e qua l i z a t i o n”   ( E T D C H E ) .   O ne   o f   t he   s t r e ng t hs   o f   t h i s   pa pe r   i s   us i ng   i m a g e s   w i t di v e r s e   v a r i a t i o ns   i b r i g ht ne s s .   S uc t ha t   by   pr o duc i ng   c l e a r   i m a g e s   a n d   b y   p r e s e r v i n g   m a x i m u m   d e t a i l s   t h i s   o v e r c o m e s   t h e   a d v e r s e   l i g h t i n g   c o n d i t i o n s   a n d   l e a d s   t o   n a t u r a l   e n h a n c e m e n t   o f   t h e   o u t p u t   i m a g e s .   A l s o ,   t h e   pe r f o r m a nc e   a s s e s s m e nt   o f   t h e   pr o po s e m e t ho i t e r m s   o f   t he   a v e r a g e   i n f o r m a t i o c o nt e nt   r e f l e c t s   t h e   c o ns i de r a b l e   s up e r i o r i t y   o f   t he   pr o po s e a l g o r i t hm   c o m p a r e d   t o   t h e   p r e v i o u s l y   p r e s e n t e d   m e t h o d s   b a s e d   o n   h i s t o g r a m   e q u a l i z a t i o n .   Ke y w or d s :   Co n t ra s t   e nha n c e m e nt   D e t e c t o r   s e c t o r   E n t r o py   H i s t o gr a m   e qua l i z a t i o n   P r o c e s s o r   s e c t o r   S a t e l l i t e   c a m e ra   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   M a j i Z a ri e ,   E l e c t r i c a l   E n gi n e e r i n g   D e pa rt m e n t ,   K ha t a m   a l - a n b i a   (pb u h )   U n i v e r s i t y ,   T e hra n,   I ra n .   E m a i l :   m a j i dz a r i e @ y a h o o . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     S a t e l l i t e   i m a ge s   a r e   us e i n   a   w i de   ra n ge   o f   a ppl i c a t i o n s   s uc h   a s   d i f f e r e n t   s c i e nt i f i c   s t udi e s   l i ke   ge o l o g y ,   a s t r o n o m y ,   ge o gr a p hi c a l   i n f o r m a t i o n   s y s t e m s   a n d   o bs e r v i n o b j e c t s   o n   t h e   g r o un d .   I t hi s   pa pe   t h e   a i m   i s   de s i gn   a n f a b r i c a t i o n   o f   s a t e l l i t e   i m a g i ng  b o a r ds   w i t h   a n   e m p ha s i z e   o n   i m p r o v i n i m a ge   qua l i t y .   T h e   c o n s i de r e de s i g n   a n d   f a b r i c a t i o p r o c e s s   f o r   t h e   i m a gi n b o a rd  i s   a s   i n v e s t i ga t e d   i t h e   f i r s t   s t e o b l oc di a g ra m s   [ 1 - 3] .   E a c h   o f   t h e s e   b l oc di a g ra m s   i s   de s i g ne fo r   a   di f f e r e n t   pu rpo s e   a n d   h a s   s pe c i f i c   dut i e s   a n c h a ra c t e r i s t i c s .   T h e n,   a c c o r di n g   t o   t h e   ra i s e de m a n d s   i n   de s i g a nd  s y s t e m a t i c   c a l c ul a t i o a   b l o c k   di a g ra m   b a s e o n   m a i n   u ni t s   o f   o pt i c ,   de t e c t o r ,   p r o c e s s o r   a n m e m o r y   a r e   p r o po s e d.   T h e   ge n e ra l   p r o c e s s   i s   a s   f o l l ow s :   t h e   o pt i c a l   s e c t i o n   o f   t h e   c a m e ra   a f t e r   c o l l e c t i n l i g ht   f r o m   t h e   g r o u n a n a l i g n i ng  f i n a l l y   de ve l o ps   a   r e a l   i m a ge   o f   t h e   s c e n e   o n   t h e   de t e c t o r .   T h e   r e c e i ve l i g h t   i s   c r e a t e a s   a n   e l e c t r i c a l   c ha r ge   i d e t e c t o p i x e l s   t h a t   i s   p ro p o rt i o n a l   t o   t he   v a l u e   o f   e x i s t i n g   e ne r g y   i i nc i d e n t   l i g h t .   T he   re c e i v e d   a n a l o g   o u t p u t   f ro m   t he   d e t e c t o e n t e rs   t he   p ro c e s s i n g   s e c t i o a f t e a   s e r i e s   o f   s a m p l i n g ,   a m p l i f y i ng   a nd   d i gi t a l i z a t i o n.   T h e   p r o c e s s i n s e c t i o n   a s   t h e   m a i n   c o r e   of   da t a   m a na ge m e n t   a nd  p r o c e s s i ng  i s   c l o s e l y   r e l a t e t o   de t e c t o r   s e c t i o n ,   m e m o r y ,   a n c e n t ra l   c o m put e u ni t   s o   t h a t   f i na l l y   t h e   o ut put   i m a ge   w oul b e   p r e pa r e f o r   s e n d i n o r   s t o r a ge .     F o r   i m a gi ng  t hr e e   di f fe r e nt   ki nds   o t h e   w h i s kb r o o m ,   pus hb r o o m ,   a nd  s na ps h o t   c a n   b e   us e t h a t     t h e   do m i na n t   c h o i c e   i n   m o s t   of   t h e   i m a g i n s y s t e m s   i s   pus h b r o o m   t ha t   s i m u l t a n e o us l y   w i t h   s a t e l l i t e   m o ve m e n t ,   t h e   a r e a   c o ve r e l i n e   t o   l i n e   i s   c a pt u r e by   t h e   de s i r e r e s o l ut i o n .   A l s o ,   t h e s e   da y s   us i n f i e l d - pr o g r a m m a b l e   ga t e   a rra y   (F P G A [4]  a s   t h e   m a i n   c o r e   o f   pr o c e s s o r   s e c t i o n   o f   t h e   s a t e l l i t e   i s   c o n v e n t i o n a l   d ue   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   t he   e l e c t r on i c   s e c t or   of   t he   s at e l l i t e   c am e r and   i m a ge   c on t r as t   …  ( Maj i Z ar i e )   691   t o   h a v i n g   h i g c a pa b i l i t i e s ,   pa ra l l e l   p r o c e s s i n g,   h i g r e s i s t a n c e   t o   s pa t i a l   ra di a t i o n,   s i m pl i c i t y   o r e p r o gra m m i n a n m o r e   i m po rt a nt   t ha n   a l l   s i m p l i c i t y   of  s of t w a r e   m e t h o ds   a ppl i a n c e   t o   i n c r e a s e   r e l i a b i l i t y   a n t h e i r e s i s t a n c e   t o   s i n gl e   e v e n t   ups e t s   (S E U i n   s pa c e .   I t h e   f o l l ow i n g,   a f t e r   a na l y z i n t h e   b l o c di a g ra m   m o r e   de t a i l e a n a n a l y z i n g   t h e   s i m ul a t e a n p ra c t i c a l   r e s ul t s   o f   e a c h   o f   t h e   s e c t i o n s   w i t h   c r e a t i ng  a   t e s t   de s i gn,   i m a ge   i s   c r e a t e a t   t h e   o ut put .     A c c o r di n t o   t h e   c o n di t i o n s   o i m a gi ng,   i t   i s   po s s i b l e   t h a t   t h e   c a pt u r e i m a ge   w o ul dn t   ha v e   h i g qua l i t y   a n t h e r e   w o ul b e   a   n e e t i m p r o ve   t h e   i m a ge   qu a l i t y .   O n e   o t h e   i m po rt a nt   qua l i t a t i v e   f a c t o r s   i n   pr o c e s s i n di f f e r e n t   i m a ge s   i s   t h e   c o n t r a s t .   Co nt r a s t   i s   ge n e r a t e b y   t h e   di f fe r e n c e   be t w e e n   t h e   r e f l e c t e d   b r i g h t n e s s   o f   t w o   a dj a c e n t   s u r f a c e s   [5].   G e n e r a l   hi s t o g r a m   e qua l i z a t i o n   (G H E i s   t h e   m o s t   c o m m o n   m e t h o fo r   c o n t r a s t   e nha n c e m e nt   w h i c h   i s   us e fo r   a l m o s t   a l l   i m a ge s   due   t o   i t s   s i m pl i c i t y   a n r e l a t i v e l y   good   pe r f o r m a n c e .   T h e   m a i n   i de a   o G H E   i s   t o   r e m a t h e   gr e y   l e v e l s   of   t h e   i n pu t   i m a ge   b a s e o n   t h e   uni f o r m   di s t r i b ut i o n   o f   i t s   p r o b a b i l i t y   d e n s i t y   f un c t i o n   (P D F [ 6 - 7 ].   A l s o ,   due   t o   ov e r - e nh a n c e m e n t ,   t hi s   m e t h o t e n ds   t o   c r e a t e   i s s ue s   s uc h   a s   i nt e n s i t y   s a t ura t i o n ,   ge n e r a t i o n   o f   a nn o y i n a rt i f i c i a l   e f f e c t s   a n n o i s e   a m pl i f i c a t i o i n   t h e   o ut put   i m a ge   [8 - 9 ] .   T o   ov e r c o m e   t h e s e   l i m i t a t i o n s ,   num e r o us   m e t h o ds   a r e   pr o po s e [10 - 20 ] .   O n e   of  t h e   e a rl i e s t   p r o po s e m e t h o ds   w a s   c a l l e b r i g ht n e s s   pr e s e r v i ng  b i - h i s t o g r a m   e qua l i z a t i o n   (B B H E [10].     In   B B H E   m e t h o d,   t h e   m a i h i s t o g r a m   i s   pa rt i t i o n e i n t o   t w o   s u b - h i s t o g r a m s   b a s e o n   t h e   m e a n   i nt e n s i t y   v a l ue s .   T h e n,   t h e   e qua l i z a t i o n   i s   pe r f o r m e s e pa r a t e l y   o n   e a c h   s ub - h i s t o gra m .   T h e n,   t h e   r e c ur s i v e   m e a n - s e pa ra t e   h i s t o g r a m   e qua l i z a t i o n   (R M S H E m e t h o i s   p r o pos e [13].   I n   R M S H E   m e t h o d,   s i m i l a r   t o   BBH E ,   t h e   m a i n   hi s t o gra m   i s   d i v i de i n t o   t w o   pa rt i t i o n s .   T h e s e   s ub - hi s t o gra m s   a r e   a g a i di v i de i nt o   t w o   pa r t i t i o n s   b a s e o n   t h e i r   m e a n   v a l ue s .   T hi s   p r o c e s s   i s   r e pe a t e r e c ur s i v e l y   t o   r e a c h   t h e   de s i r e n um b e r   o f   h i s t o g r a m s .   A n o t h e r   m e t h o c a l l e r e c u r s i v e   s u b - i m a ge   h i s t o g r a m   e qua l i z a t i o n   (R S IH E i s   pr e s e n t e w h i c h   i s   s i m i l a r   t o   R M S H E   [14].   In   R S IH E   m e t h o d,   t h e   h i s t o gra m   i s   r e c ur s i v e l y   di v i de d   b a s e o n   t h e   m e di a n   o f   i n t e n s i t y   v a l ue s   i n s t e a o f   t h e i r   m e a n.   I n   t h e   f o l l ow i n g,   t h e   b r i g h t n e s s   p r e s e r v i n dy n a m i c   hi s t o gra m   e qu a l i z a t i o n   (B P D H E )   m e t ho d   i s   p ro p o s e d   [ 2 1 ] .   I B P D H E   m e t ho d ,   t he   l o c a l   m a x i m a   a re   u s e d   a s   t he   s e p a ra t i ng   p o i nt s   a f t e a p p l y i ng     t he   G a u s s i a s m o o t hi ng   f i l t e r.   B e f o re   t he   e q u a l i z a t i o p ro c e s s ,   e a c s ub - hi s t o g ra m   i s   m a p p e d   i nt o   a   n e w   d y n a m i c   ra ng e .   T o   m a i n t a i n   t he   m e a b ri g h t ne s s   o f   t he   i m a g e ,   no r m a l i z i ng   t he   b ri g ht ne s s   i s   p e rf o rm e d   a t   t he   f i na l   s t a ge .     N e i t h e r   o f   t h e   a b o ve - m e n t i o n e m e t h o ds   h a v e   c o n t r o l   o n   t h e   e nha n c e m e nt   r a t i o .   T h e r e fo r e ,   a   m e t h o i s   p r e s e nt e w h i c h   i s   b a s e o n   hi s t o g r a m   c l i ppi ng  c a l l e b i - h i s t o g r a m   e qu a l i z a t i o n   w i t h   a   pl a t e a l i m i t   (B H E P L [2 2 ].   I n   B H E P L ,   s i m i l a r   t o   BBH E ,   t h e   m a i n   hi s t o gra m   i s   pa rt i t i o n e i n t o   t w o   s u b - h i s t o g r a m s .   T h e n,   c o n t r o l l i n g   t h e   e nha n c e m e n t   ra t i o   i s   pe r f o r m e by   a dj us t i ng  t h e   p l a t e a l i m i t   a s   t h e   m e a n   n u m b e r   o t h e   o c c urr e n c e   o f   i n t e n s i t y   f o r   e a c h   s ub - h i s t o g r a m .   F i na l l y ,   t h e   e qua l i z a t i o n   p r o c e s s   i s   pe r fo r m e i n de pe n de n t l y   o n   e a c h   c l i ppe s ub - h i s t o g r a m .   T h e n,   t h e   dy na m i c   qua d ra nt s   h i s t o gra m   e qu a l i z a t i o n   p l a t e a l i m i t   (D Q H E P L m e t h o i s   p r o po s e [2 3 - 2 4 ] I n   D Q H E P L   m e t h o d,   t h e   m a i n   hi s t o g r a m   i s   pa rt i t i o n e i n t o   fo ur   s ub - h i s t o gra m s   b a s e o n   t h e   m e di a n   o f   t h e   i n t e n s i t y   v a l ue s .   T h e n ,   t h e   c l i pp i n p r o c e s s   i s   pe r fo r m e i e a c h   s ub - hi s t o gra m   b a s e o n   t h e   m e a n u m b e r   o f   t h e   o c c urr e n c e s   o f   i n t e n s i t y .   S ub s e qu e n t l y ,   b e fo r e   p e rf o rm i ng   t he   e q u a l i z a t i o p ro c e s s ,   e a c s u b - hi s t o g ra m   i s   m a p p e d   i nt o   a   ne w   dy na m i c   ra ng e   w hi l e   t he   s e c o n s e pa ra t i ng  po i n t   i s   m a i nt a i n e a s   p r e s e r v i n t h e   m e a n   b ri ght n e s s .   m e di a n - m e a n   b a s e s ub - i m a ge - c l i ppe hi s t o gra m   e qu a l i z a t i o n   (M M S ICH E m e t h o i s   pr e s e n t e a s   fo l l ow s   [2 5 ].   In   M M S ICH E ,   t h e   m a i n   hi s t o gra m   i s   i n i t i a l l y   di v i de i nt o   t w o   pa rt i t i o n s   b a s e o n   t h e   m e di a n   of   t h e   i n t e n s i t y   v a l ue s .   T h e n,   b a s e o n   t h e   m e a i n t e n s i t y   v a l ue s   i n   e a c h   s ub - hi s t o gr a m ,   i t   i s   di v i de i nt o   fo ur   pa rt i t i o n s .   T h e n ,   t h e   c l i ppi ng  p r o c e s s   o   t h e   m a i n   hi s t o gra m   i s   c a rri e o ut   b a s e o n   t h e   m e di a n   of   t h e   n u m b e r   o f   t h e   o c c ur r e n c e s   of   i n t e n s i t y .   R e c e n t l y ,   e n t r o py - b a s e d y n a m i c   s ub - h i s t o g r a m   e qu a l i z a t i o n s   ( E D S H E i s   p r e s e nt e [2 6 ] .   I E D S H E   m e t h o d,   t h e   m a i n   hi s t o gra m   i s   i ni t i a l l y   di v i de i nt o   t w o   s ub - h i s t o g r a m s   w i t h   e qua l   e n t r o pi e s .   T h e n,   t h e s e   s ub - h i s t o g r a m s   a r e   a g a i n   d i v i de i n t o   t w o   pa r t i t i o n s   b a s e on   e n t r o py .   T hi s   p r o c e s s   i s   r e pe a t e r e c u r s i v e l y   t r e a c h   t h e   o pt i m um   n u m b e r   o f   s ub - h i s t o gr a m s   u nt i l   s a t i s fy i n g   t h e   t e rm i na t i o n   c r i t e ri o n.   B e fo r e   pe r f o r m i ng  t h e   e qua l i z a t i o p r o c e s s ,   e a c s ub - h i s t o gra m   i s   m a ppe i n t o   a   n e w   d y n a m i c   r a nge .     E a c h   a b o ve - m e n t i o n e m e t h o i s   p r o po s e t o   r e s o l v e   a   s p e c i f i c   pr ob l e m   i t h e   f i e l o f   c o n t ra s t   e n h a n c e m e n t .   H o w e v e r,   m e t ho d s   w hi c h   c o u l d   f o l l o w   m u l t i p l e   t a r g e t s   a re   b a re l y   p ro p o s e d   [ 2 7 - 28 ] I n   t h i s   p a p e r ,   e n t ro p y - b a s e d   t r i p l e   d y na m i c   c l i p p e d   h i s t o g r a m   e q u a l i z a t i o ( E T D C H E )   m e t ho d   i s   p ro p o s e d .   E T D CH E   c r e a t e s   a   r e a s o na b l e   a nd  b a l a n c e r e l a t i o n s h i a m o n c o n t r o l l i n g   t h e   e nha n c e m e n t   r a t i o ,   p r e s e r v i n t h e   m e a b r i g h t n e s s   a n c o n s e r v i n t h e   a v e r a ge   i n f o r m a t i o n   c o n t e n t   s uc h   t h a t   a   c l e a r   i m a ge   i s   ge n e ra t e a t   t h e   o ut put   w i t h   t h e   m a xi m um   de t a i l s   a n na t u ra l   e nha n c e m e nt   w i t h o ut   u n w a nt e a r t i f a c t s   s uc h   a s   i n t e n s i t y   s a t ura t i o n.   In   t h i s   m e t h o d,   t h e   h i s t o g r a m   o f   t h e   i nput   i m a ge   i s   i n i t i a l l y   pa r t i t i o n e b a s e o n   e nt r o p y   t o   t hr e e   pa rt i t i o n s   w i t h   a l m o s t   s i m i l a r   num b e r   o f   pi xe l s .   T h e n ,   i n   o r de r   t o   c o n t ro l   t h e   e nha n c e m e n t   ra t i o ,   t h e   p r o c e s s   of   c l i ppi n g   t h e   h i s t o g r a m   i s   t h e n   a ppl i e w i t h   t h e   s a m e   t hr e s h o l l e v e l   a s   t h e   m e a n   o f   oc c ur ri n i n t e n s i t i e s   i n   e a c h   s ub - h i s t o g r a m .   T he n ,   e a c s u b - h i s t o g r a m   i s   m a p p e d   i n t o   a   ne w   d y na m i c   r a n g e   a n d   f i n a l l y ,   t he   e q u a l i z a t i o n   p r o c e s s   i s   i n de pe n de n t l y   pe r f o r m e o e a c s ub - hi s t o gra m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     69 0   -   703   692   2.   D ES I G N ,   S Y S TE M A TI C   C A LC U LA TI O N S   A N D   P R E S EN TI N G   TH B L O C K   D I A G R A M   O F   TH E   S A TELLI TE   C A M ER A   In   t h i s   pa pe r,   t h e   a i m   i s   t o   de s i g n   a n f a b r i c a t e   s i n gl e - s p e c t r um   s a t e l l i t e   i m a g i n b o a r w i t h   m e t e rs   g ro u nd   s a m p l e   d i s t a nc e   ( G S D )   t ha t   i s   s u p p o s e d   t o   b e   l o c a t e d   a t   a   hy po t he t i c a l   he i g ht   o f   3 0 0   ki l o m e t e r s   f r o m   t h e   g r o u n c a p t u r i ng  i m a ge s   f r o m   di f f e r e n t   a r e a s   o f   t he   e a r t h.   P a r a m e t e r s   s uc a s   o r b i t a l   h e i g ht ,   G S D ,   S w a t h   a n d   i m a g i n g   s pe c t ra l   a r e a   a r e   s pe c i f i e a c c o r di n g   t o   t h e   pu rpo s e .   Im a gi n g   s e n s o r   a n i m a gi ng  m e t h o pa r a m e t e r s   c a n   b e   de t e rm i n e d   by   s t a t i s t i c a l   s t udi e s .   T h e   n u m b e r   o f   pi xe l s ,   f o c a l   l e n gt h,   t h e   o pt i c a l   s e t   a pe rt u r e ,   e l e c t r o n i c   s h ut t e r   ra t e   c a n   b e   ob t a i n e us i n t h e   c a l c ul a t i o n s   t ha t   a r e   o ut l i n e i n   t h e   f o l l ow i n g .     T h e   e l e c t r o ni c   s hut t e r   ra t e   r e l a t e t o   CCD   i s   c o n s i de r e o n e   m i l l i s e c o n t ha t   t hi s   t i m e   c a n   p r o v i de   a c h i e v i n g   t o   m e t e r s   G S D   a c c o r di n g   t o   t h e   a v e r a ge   s pe e o f   l ow   a l t i t ude   s a t e l l i t e s   (8k m / s ) .   T h i s   c a b e   fe a s i b l e   w i t pr o v i di n a n   o pt i c   w i t h   f o c a l   l e n g t h   a nd  o pt i c a l   a pe r t u r e   t h a t   i s   o b t a i n e f r o m   (1) ,   (2)  [ 2 9 ].   T h e   p r o po s e d   c h a ra c t e ri s t i c s   a r e   l i s t e i n   T a b l e   1 .   I t h e   f o l l o w i n g,   w e   de s c r i b e   t h e   ge n e ra l   b l o c di a g r a m   o f   t h e   s a t e l l i t e   c a m e ra   a n d   t h e   de t a i l e b l o c di a g r a m   o f   t h e   e l e c t r o n i c   p a r t   w i t c o m pl e t e   de t a i l s .                                    (1)                                 (2)     2 . 1 .     Th e   g e n e r al   b l o c k   d i agr am   o th e   s at e l l i t e   c am e r a   In   F i gu r e   t h e   ge n e ra l   p r o po s e b l o c di a gra m   i n c l u di n m a i n   u n i t s   o f   o pt i c ,   de t e c t o r ,   p r o c e s s i n g ,   a n m e m o r y   i s   s h o w n .   W h i c h   c o m m u n i c a t e   w i t h   o t h e r   s e c t i o n s   s uc a s   po w e r   uni t   a n o n - b o a r c o m put e r   (O B C).   T h e   c o l l e c t e l i g ht   f r o m   t h e   g r o u n e n t e r s   t h e   CC D   l i n e a s e n s o by   a n   o pt i c   u n i t   t ha t   c r e a t e s   a e l e c t r i c a l   c ha r ge   i n   i t s   pi xe l s   r e l a t i n t o   t h e   a m o unt   o f   e n e r g y   i n   i n c i de nt   l i g h t .   F o r   d ri v i n CCD   a   s e ri e s   of  t r i gge r   p ul s e s   a r e   r e qui r e w hi c t h e s e   pul s e s   a r e   di f f e r e n t   a c c o r di n g   t o   di f f e r e n t   C CD s   a n d   f o r   c r e a t i n g   t h e m   F P G A   i s   us e d.   T h e s e   pul s e s   e n t e r   CCD   a f t e r   c r o s s i n a   l e v e l   s h i f t e r   f o r   pr o v i di n t h e   r e qui r e c urr e nt   of  CCD   f r o m   F P G A   v o l t a ge   a n d   v o l t a ge   l e v e l   m a t c hi n o f   F P G A   w i t h   t h e   r e qui r e v o l t a ge .   T h e   c r e a t e o ut p ut   f r o m   CCD   t ha t   i s   a n   a na l o v o l t a ge   e n t e r s   a na l o f r o n t   e n (A F E ).   I n   a n   A F E   f i r s t   s a m p l i n o f   t h e   r e c e i v e d   a n a l o da t a   f r o m   CCD   i s   do n e   a c c o r di n t o   t h e   di f f e r e n t   m o de s   a n a f t e r   a   s e ri e s   of   a m pl i f y i n o pe r a t i o n s ,   a n a l o i nput   d a t a   i s   c o n v e r t e t o   di gi t a l   o ut pu t   [ 30 ].   T hi s   c o m po n e n t   a l s o   n e e ds   pul s e s   fo r   dri v i n t ha t   a r e   ob t a i n e by   F P G A .   s o m e   of   t h e m   a r e   f o r   s y n c hr o ni z a t i o n   c l o c a n s o m e   of   t h e m   a r e   f o r   gi v i n r e qu i r e i n f o r m a t i o f o r   p r o g r a m m i n g   i nt e rna l   r e gi s t e r s   o f   t h e   a n a l o f r o n t   e n d .   T h e s e   da y s ,   t h e   w o r l dw i de   u s e   of   F P G A s   a s   t h e   m a i n   c o r e   of  m a n a ge m e nt   a n p r o c e s s i n t h e   da t a   i s   c o n v e n t i o n a l .   T h e   p r o c e s s o r   s e c t i o n   o t h e t ha n   p r o v i di n g   T h e   t ri gge r   c l o c o f   CCD   bo a r d   a n d   c l o c fo r   s y n c hr o ni z a t i o n   o f   s a m pl e r   c i r c ui t s   a nd  p r o g r a m m i n t h e   i nt e rn a l   r e gi s t e r s   o f   A F E   ha s   t h e   d ut y   of   c o l l e c t i n di gi t a l i z e d a t a .   T h e   p r o c e s s o r   s e c t i o n   h a s   t h e   du t y   of   r e c e i v i n d a t a   s uc h   a s   c a m e ra   t u rni ng  o n   a nd  s hut t i n g   off ,   i m a ge   s t o r e   c o m m a n d   a n s e n d i n t h e   s t o r e i m a ge   c o m m a n us i ng  t e l e c o m m a n u ni t ,   s e n di ng  da t a   s uc h   a s   de t e c t o r   s e c t i o n   t e m pe ra t u r e   a n p r o c e s s o r   s e c t i o n   t e m pe r a t u r e   us i ng  t e l e m e t r y   uni t   a n s e n di ng  t h e   i m a ge   da t a   t o   t e l e c o m m uni c a t i o n   c e n t e r .   T h e s e   s e c t i o n s   a r e   s i m ul a t e us i n a   c o m put e r   a n R S 232  pr o t o c o l .   A l s o ,   t hi s   s e c t i o n   r e c e i ve s   t h e   r e qui r e po w e r   s uppl y   f r o m   t h e   p o w e r   s uppl y   s e c t o r In   m e m o r y   un i t ,   P R O M   i s   us e f o r   pe rm a n e n t   s t o ra ge   o f   pr o gr a m   F P G A ,   a nd  F L A S H   a r e   us e f o r   pe rm a n e n t   s t o ra ge   o f   t a ke n   i m a ge s   a n S R A M   i s   us e f o r   t e m po r a ri l y   s t o r i n g   t h e   da t a   r e l a t i ng  t o   i m a ge s   i di f f e r e n t   s e c t i o n s .       T a b l e   1 .   T h e   p r o p o s e c h a ra c t e ri s t i c s   f o r   c a m e ra   p a r a m e te r   v a l u e   H e i g h t   (H )   3 0 0   K m   S p e c t ra l   Ba n d   )   0 . 7   µm   G ro u n d   S a m p l e   D i s t a n c e   (G S D )   8   m   Im a g i n g   S e n s o r   CCD   Im a g i n g   M e t h o d   P u s h b ro o m   T h e   N u m b e r   o P i x e l s   (N )   N = S w a t h G S D ~ 2 0 4 8   T h e   V a l u e   o f   O p t i c a l   A p e rt u r e   (D )   1 2 . 8   Cm   P i x e l   P i t c h   ( X )   1 4   µm * 1 4   µ m   F o c a l   L e n g t h   ( f )   5 2 . 5   Cm   S h u t t e r   Ra t e   (t )   t = G S D V = 1 m s   S w a t h   16km 2         F i gu r e   1 .   T h e   p r o po s e b l oc di a g ra m     of   t h e   s a t e l l i t e   c a m e r a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   t he   e l e c t r on i c   s e c t or   of   t he   s at e l l i t e   c am e r and   i m a ge   c on t r as t   …  ( Maj i Z ar i e )   693   2 . 2   D e tai l e d   b l o c k   d i ag r am   o an   e l e c tr o n i c   s e c ti o n   o th e   s a t e l l i te   c am e r a   In   F i g u r e   t h e   de t a i l e b l o c k   di a g r a m   o t h e   e l e c t r o n i c   s e c t i o n   o s a t e l l i t e   c a m e r a   i s   s h o w n .     P i ns   Φ C L K ,   Φ S H U T ,   Φ R O G   m a k e   t he   c o nt ro l   p u l s e s   o f   C C D   c hi p .   Φ R O G   p u l s e   i s   t he   c re a t o o f   t he   r e qui r e pul s e   f o r   o ut put   r e a di ng  g a t e   a nd  t ra n s f e r s   t h e   a c c um u l a t e c ha r ge s   i n   t h e   de t e c t o r   e l e m e nt   i pa ra l l e l   by   v e r t i c a l   t r a n s i t i o n   g a t e   t o   h o r i z o nt a l   t ra n s i t i o n   g a t e s   f o r   s e ndi n o ut s i de   o f   CCD   s e n s o r   t h a t   t hi s   i s   po s s i b l e   a c c o r di n t o   t h e   Φ CL K   pul s e   w h i c h   i s   t h e   ge n e ra t o r   o f   s e n s o r   m a i n   c l o c k.   W i t h   e l e c t r o n i c a l l y   c o n t r o l l i n g   Φ S H U T   pul s e   l i g ht i n o pe ra t i o n   c a n   b e   c o n t r o l l e d.   T h e s e   pul s e s   h a v e   a   r a nge   of   z e r o   t o   vo l t s .   S i n c e   F P G A   ha s   t h e   c a pa b i l i t y   t o   c r e a t e   3. 3 - v o l t   pul s e s   t h us   i t   i s   r e qu i r e t ha t   p ul s e s   e n t e r   CCD   a f t e r   a   l e v e l   s h i f t e r.   F i na l l y ,   t h e   ge n e ra t e o ut p ut   a t   V o ut   i s   t r a n s f e rr e t o   A F E .   B e fo r e   us i n A F E   t h e   i n t e rna l   r e gi s t e r s   s h o ul b e   c o n f i gur e d .   F o r   gi v i n t h e   n e e de i n f o r m a t i o n   f o r   pr o g r a m m i n t h e   i nt e rna l   r e gi s t e r s   o f   CO N F IG ,   M U X ,   P G A   a nd  O F F S E T   pi n s   S D A T A ,   S CL K   a n S L O A D   a r e   us e d.   S CL K   pul s e   a s   a   s e r i a l   c l o c pul s e   fo r   p r o gra m m i n t h e   r e gi s t e r s ,   S D A T A   p ul s e   f o r   r e a di ng  a nd  w r i t i ng  t h e   n e e de i n f o r m a t i o n   f o r   c o n f i gu r i n t h e   r e gi s t e r s   a n S L O A D   a s   ve r i fy i n t h e   i n f o r m a t i o n   i n   S D A T A   pul s e .   A f t e r   c o n f i gu ri n A F E   f o r   d r i v i n i t   n e e ds   CD S CL K 1,   CD S CL K a nd  A D CCL K   pul s e s .   CD S CL K pul s e   s a m pl e s   t h e   r e f e r e n c e   l e v e l   of   CCD   w a ve fo r m   a n CD S CL K pul s e   s a m pl e s   t h e   CCD   w a ve fo r m   d a t a   l e v e l .   T h e   di f f e r e n c e   be t w e e n   t h e s e   t w o   vo l t a ge s   i s   s h i f t e a c c o r di ng  t o   t h e   o ff s e t   r e gi s t e r   a n d   t h e i t   i s   s c a l e w i t t h e   a dj us t e v a l ue   i n   P G A .   T h e   o ut p u t   v o l t a ge   o f   P G A   e n t e r s   A D a n i t   i s   s a m pl e t h e r e   a c c o r di n g   t o   A D CCL K   c l o c a n d   s e nds   d a t a   t o   t h e   o ut put   a s   8   b i t .     A l l   o f   t h e   p r o gra m m i ng  o pe ra t i o n   i n   F L A S H   m e m o r y   i s   do n e   b a s e o n   t h e   p a ge   t o   p a ge   p r o c e s s .   A l s o ,   i t   h a s   b uf fe r s   i n   t h e   s i z e   o f   a   pa ge .   F L A S H   pr o gr a m m i n i s   do n e   t hr o ug h   s t e ps   o r e a di ng,   e r a s i ng  a n w r i t i n g .   E r a s i ng  o pe r a t i o n   c a b e   do n e   a s   b l o c ks ,   s e c t o r s ,   w h o l e   c h i o r   p a ge   s ur f a c e .   W ri t i n o pe ra t i o n   i n   m e m o r y   c a n   b e   po s s i b l e   by   w r i t i n i n   t h e   b uff e r ,   w r i t i n g   f r o m   b uffe r   t o   m a i m e m o r y   o r   w r i t i ng  d i r e c t l y   o n   t h e   m a i n   m e m o r y .   R e a di ng  f r o m   m e m o r y   c a n   b e   do n e   t hr o ug h   b uf fe r s ,   r e a di n g   t h e   m a i n   m e m o r y   pa ge   a n r e a di ng  t h e   m a i n   m e m o r y   pa ge   c o n t i nuo us l y .   F o r   e a c h   of   t h e s e   i n s t r uc t i o n s ,   t h e r e   i s   a   s pe c i f i c   a pp  c o d e   a n i t   us e s   a   s e r i a l   m e di a t o r   f o r   a c h i e v i ng  i n f o r m a t i o n.   F L A S H   m e m o r y   i s   a c t i v a t e us i n g        ̅ ̅ ̅ ̅   pi n   a n i s   a c c e s s i b l e   t hr o ug a   3   w i r e   m e di a t o t ha t   i n c l u de s   s e r i a l   i npu t   (S I) ,   s e r i a l   o ut put   (S O a n d   s e ri a l   c l o c (S CK ).     S R A M   m e m o r y   h a s   19  p i n s   o f   A t o   A 18  f o r   a dd r e s s i ng,   8   p i n s   o f   R - I/ O t o   R - I/ O fo r   w r i t i ng  a nd  r e a d i n 8 - b i t   d a t a   a n c o n t r o l   pi n s   o f   R - W E   R - O E   a n R - CS   t h a t   w i t h   t h e i r   a dj us t m e n t   v a r i o us   m o de s   of  w r i t i ng  a nd  r e a di ng  i s   p r o v i de d.   T h e   s i m u l a t i o o f   c o n n e c t i o n   o f   pr o c e s s o r   pa r t   o f   t h e   c a m e ra   w i t h   t e l e m e t r y ,   t e l e c o m m a nd,   a nd  t e l e c o m m uni c a t i o n   i s   do n e   us i ng  M A X 232  a n D B po r t .   T h i s   c o m po n e nt   pr o v i de s   t h e   po s s i b i l i t y   of   s y n c h r o n o us   b i l a t e r a l   c o m m u ni c a t i o n.   T h e   i n pu t   o f   M A X   r e c e i v e r   f r o m   r e c e i ve   pi n   i s   c o n n e c t e t o   P a n R X D   o ut put   i s   c o nn e c t e d i r e c t l y   t o   F P G A   w h i l e   t h e   i n pu t   o f   T X D   t ra n s c e i v e r   f r o m   F P G A   a n t h e   o ut put   e n t e r s   P f r o m   t r a n s m i t t i n pi n.   I n   s e r i a l   c o m m u n i c a t i o n,   t h e   da t a   i s   s e n t   b i t   by   b i t .   T h e r e f o r e ,   b e fo r e   s e n di ng  i t   s h o ul b e c o m e   i n   s e r i a l   f o r m   a nd  b e   s e n t   i a 8 - b i t   p a c ke t .           F i gu r e   2 .   D e t a i l e d   b l o c di a g ra m   o f   t h e   e l e c t r o ni c   pa rt   o f   t h e   s a t e l l i t e   c a m e r a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     69 0   -   703   694   F P G A   a s   t h e   m a i n   c o r e   of   t h e   pr o c e s s o r   h a s   du t i e s   s uc h   a s   re c e i v i n t h e   di gi t a l i z e o ut put   o A F E ,   ge n e ra t i n t h e   t ri gge r   pul s e s   of   CCD   a n A F E ,   t e m po r a ri l y   s t o r i n d a t a   i n   S R A M ,   s t o r i n da t a   pe r m a n e n t l y   i n   F L A S H   m e m o r y ,   c o m m uni c a t i n w i t h   P R O M   fo r   pe r m a ne n t l y   s a v i n F P G A   pr o g r a m   a nd  c o m m u n i c a t i ng  w i t h   R S 232  c o nn e c t o r   f o r   s i m u l a t i n g   s ub s y s t e m s   of   t e l e c om m a n d ,   t e l e m e t r y   a n t e l e c o m m uni c a t i o n   u n i t .   T h e   c o nn e c t i o n   o f   P R O M   m e m o r y   t o   F P G A   i s   e s t a b l i s h e f o r   pe rm a n e nt l y   s t o r i n g   t h e   p r o g r a m   t hr o ug h   s e pa ra t e   c o n f i g u ra t i o n   p i n s   a n d   J T A G   pi n s .         3.   I M P LEM EN TA TI O N   O F   T H E   ELEC TR O N I C   P A R T   In  t hi s   s e c t i o n,   de s c r i p t i o n,   a n d   e xpl a n a t i o n   o f   e l e c t r o n i c   pa rt   i n c l ud i n g   w o r m o de s   o f   t h e   c a m e ra ,   s i m ul a t i o r e s ul t s   a n d   p ra c t i c a l   r e s ul t s   a r e   s h o w n .       3 . 1 .   Wo r k i n g   m o d e s   o th e   c am e r a   In   t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   t h e   e l e c t r o n i c   pa rt   o c a m e r a   o pe r a t i o n a l   m o de s   a r e   c o n s i de r e b e l ow   t ha t   a c c o rd i n g   t o   t h e   re c e i v e d   c o m m a n d   f ro m   t e l e c o m m a nd   c a m e r a   w o rk s   i n   o ne   o f   t he s e   3   m o d e s .   R e a l - t i m e   m o de :   t h i s   m o de   s t a rt s   w o r ki n w h e n   t h e   c a m e r a   i s   i n   t h e   v i s i o n   o f   gr o und  s t a t i o n   a nd  c o n di t i o f o r   i m a gi ng  i s   s u i t a b l e   a n s e n ds   t h e   c a p t u r e i m a ge s   di r e c t l y   t hr o ug h   t h e   t e l e c om m u ni c a t i o n   u n i t .   I n   t hi s   m o de ,   w e   c a n   c a pt u r e   i m a ge s   i n   t h e   w h o l e   t i m e   o f   pr e s e n c e   of   s a t e l l i t e   i n   t h e   v i s i o n   o f   gr o un s t a t i o n   a nd  t h e r e   i s   n o   l i m i t   f o r     t h e   s i z e   of   i m a ge   t r a n s m i s s i o n .   I n   t h i s   m o de ,   i m a ge s   a r e   s t o r e t e m po r a ri l y   i n   S R A M   a n t h e n   a r e   r e a o ut   fo r   s e n di ng.   S t o ra ge   m o de :   t hi s   m o de   s t a rt s   w o r ki n w h e n   t h e   c a m e r a   i s   n o t   i n   t h e   v i s i o n   of   gr o un s t a t i o n   a n t h e   c o n d i t i o n   f o r   i m a gi n g   i s   s ui t a b l e   a n d   t h e   c a p t u r e i m a ge s   a r e   s a v e i n   F L A S H   pe r m a n e n t l y   a f t e r   t e m po ra r i l y   b e i n s a v e o n   S R A M .   In   t h i s   m o de ,   a c c o r di ng  t o   t h e   c a pa c i t y   of  m e m o r y ,   t h e   i m a ge s   c a n   b e   s a v e d.   S t o r a ge - s e n d   m o de :   i n   t h i s   m o de   w h e n   t h e   c a m e r a   i s   i n   t h e   v i s i o o f   gr o un s t a t i o n   a n t h e   r e qui r e c o m m a n i s   i s s ue f r o m   gr o un s t a t i o n   s t o r e i m a ge s   i n   F L A S H   a r e   r e a o ut   a n a r e   s e n t   t o   gr o u n t hr o ug h   t e l e c o m m uni c a t i o n   u ni t .     3 . 2 .   S i mu l ati o n   r e s u l ts   an d   p r ac t i c a l   i m p l e m e n tati o n   In   t h i s   s e c t i o n,   t h e   r e s ul t s   o f   pr a c t i c a l   i m p l e m e n t a t i o n   a nd   t h e   r e s ul t s   o f   s i m ul a t i o o f   pr o gr a m s   w r i t t e n   by   V H D L   c o di n l a n g ua ge   i n   X i l i n IS E   s o f t w a r e   (v e r s i o n   14. 1)  a n t h e   s e r i a l   po rt   o c o de   - v i s i o n   s of t w a r e   a r e   b r o ug h t .   I n   F i gu r e s   3 ( a )   a n 4 ( a )   pu l s e s   Φ R O G   a n Φ CL K   a r e   s h o w n   fo r   d r i v i n CCD .     T h e   pe ri o o f   Φ C L K   p u l s e   i s   4 8 0 n s   a c c o r d i n g   t o   t he   s h u t t e r a t e   o f   1 m s   a nd   2 0 8 7   p i x e l s   o f   C C D   t ha t   i s   c re a t e d   by   t he   c l o c k   p u l s e   o f   t he   e x t e r n a l   c ry s t a l .   I F i g u re   3 ( b )   c o nf i g u r i n g   t he   o f f s e t   re g i s t e w i t t he   n u m b e r   01011110 011001 01  a s   o n e   o f   fo ur   i n t e rna l   r e gi s t e r s   o f   A F E   i s   s h o w n .   E a c h   A F E   c h a nn e l   ha s   a n   e xc l us i v e   off s e t   a dj us t m e nt .   I n   t h e   pul s e ,   f i r s t   z e r o   b i t   o f   S D A T A   r e p r e s e n t s   w r i t i ng  i r e gi s t e r s   a n t h e   a dd r e s s   10 f o r   a dj us t i n g   r e O F F S E T   a nd  i n e f fe c t i ve   b i t   a nd  i t h e   f o l l o w i n b i t s   D 8   t o   D c o n t r o l s   t h e   o ff s e t   r a n ge   f r o m   - 350m v   t o   + 350m v   i n   512  d i f f e r e n t   po s i t i o n s .   I a l l   t h i s   t i m e   S L O A D   pul s e   i s   i n   z e r o   s t a t e .     A f t e r   c o n f i gu r i n A F E   i n   F i gu r e s   3 ( c )   a n 4 ( b )   CD S CL K 1,   CD S CL K a nd  A D CCL K   pul s e s   i n   o r de r   t o   dri v e   A F E   fo r   c r e a t i ng  d a t a   a r e   s h o w n   a s   b i t s .   T h us   i t   i s   r e qui r e t ha t   pul s e s   w i t h   3 . 3 - v o l t   ra n ge   (c r e a t e by   F P G A i s   c o n v e r t e t o   a   pul s e   w i t 5 - v o l t   r a nge   ( a f t e r   c r o s s i n g   t h e   l e v e l   s hi f t e r )   f o r   e nt e ri n g   CCD .         (a )     (b )       (c )     F i gu r e   3 .   S i m u l a t i o r e s ul t s   (a )   CCD   d ri v i ng  (b A F E   c o n f i g ura t i o (c A F E   d ri v i n g   i IS E   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   t he   e l e c t r on i c   s e c t or   of   t he   s at e l l i t e   c am e r and   i m a ge   c on t r as t   …  ( Maj i Z ar i e )   695     (a )     (b )     F i gu r e   4 .   P ra c t i c a l   r e s ul t s   (a C CD   d ri v i n (b A F E   d ri v i n g       A s   i t   i s   m e nt i o n e b e fo r e   o n e   of   t h e   t y pe s   of   w r i t i n i n s i de   m e m o r y   i s   w r i t i n di r e c t l y   i n   t h e   m a i n   m e m o r y   t h a t   i s   a   c o m po s i t i o n   o f   t w o   o p e r a t i o n s   o f   w r i t i n g   i n   b uff e r   a n w r i t i ng  f r o m   b uff e r   t o   t h e   m a i m e m o r y .   T h e   o pe ra t i o n   s t a rt s   w i t h   t h e   f a l l i n g   e dge   o    ̅ ̅ ̅   a n d   w i t c l o c ki n g   o f   S CK   t hr o ugh  s e ri a l   i n pu t   (S I) ,   i n s t r uc t i o n   s pe c i f i c   a pp  c o de   i n   t h i s   s t a t e   a c c o r di n t o   t h e   c h o i c e   of   b u ff e r   o r   82  o r   85  H E X   c o d e   i s   s e n t   t o   t h e   m e m o r y .   T h e n,   a dd r e s s   by t e s   i n c l udi n g   13  b i t   o f   de s i r e p a ge   a d d r e s s   a n 11  b i t s   o f   t h e   n u m b e r   o t h e   by t e   w h i c h   w ri t i n s h o ul b e   s t a r t e f r o m   t h e r e   a r e   s e n t .   A f t e r   s e n d i n t h e s e   b i t s ,   da t a   i s   r e a f r o m     t h e   i nput   a n d   i s   w ri t t e i b uff e r .   W i t h      ̅ ̅ ̅   b e c o m i n g   o n e ,   f i r s t   t h e   de s i r e d   pa ge   i s   c l e a r e d   a nd   da t a   i s   w ri t t e o n   i t   f r o m   t h e   b uf fe r .   F o r   di r e c t l y   r e a di ng  f r o m   a   p a ge   of   t he   m a i n   m e m o r y   f i r s t   a   D H E X   c o de   s h o ul be   s e n t   t o   t h e   m e m o r y   a n d   a dd r e s s   by t e s   a r e   s e nt   i n c l udi ng  1 b i t s   o f   t h e   de s i r e a dd r e s s   pa ge   a n d   11   b i t s   o t h e   n um b e r   o f   by t e s   w h i c r e a di ng  s h o ul b e   s t a r t e f r o m   t h e r e .   A f t e r   s e n d i n t h e s e   b i t s ,   i n e f f e c t i v e   b i t s   s h o ul d   b e   s e n t   t h a t   t h e i b e i n g   z e r o   o o n e   i s   n o t   i m po rt a n t .   (    ̅ ̅ ̅ pi s h o ul d   b e   z e r o   i a l l   t h e s e   s t e ps .     A f t e r   s e n d i n a l l   o f   t h e   b i t s ,   t h e   de s i r e d a t a   i s   pl a c e a t   t he   o ut put .   T h e   by t e s   of   t h e   de s i r e p a ge   a r e   s e n t   unt i l   t h e   p a ge   f i n i s h e s .   F o r   i n s t a n c e ,   d a t a   by t e s   of   011101111010101 001000 100100 01000  i n   t h e   528 t h   by t e   of   pa ge   528  w i t h   S CK   c l o c w i t h   50  M H z   f r e que n c y   m a de   f r o m   t h e   c l o c of   100  M H z   c r y s t a l   a r e   w r i t t e a n a ga i n   i s   r e a d   o ut   f r o m   t h e   s a m e   p a ge   a nd  i s   s h o w n   t hr o ug h   t h e   s e r i a l   t e r m i n a l   o f   t h e   c o m put e r.     F i gu r e   5 ( a )   s ho w s   t he   d i re c t   w ri t i ng   s i m u l a t i o F i g u re   5 ( b )   s ho w s   t he   d i re c t   re a d i ng   s i m u l a t i o a nd   F i g u re   5 ( c )   s ho w s   t he   o ut put   o f   t h e   s e r i a l   t e r m i n a l   i t h e   c o m put e r.     W r i t i n g   o pe r a t i o n   i n   S R A M   i n c l ude s   s t e ps   o f   O E   pi n   b e c om i n g   o n e ,   up l o a di n g   a dd r e s s   i a dd r e s s   p i ns ,   s e t t i ng   C S   a nd   W E   t o   z e ro ,   u p l o a d i ng   d a t a   o I / O   p i ns   a n d   f i na l l y   s e t t i ng   C S   a nd   W E   t o   o ne .   A l s o ,   r e a d i n g   o pe r a t i o n   i n   S R A M   i n c l ude s   up l o a di n g   a dd r e s s   o n   i t s   p i n s ,   s e t t i n g   CS   a n O E   t o   z e r o ,   r e a di ng  d a t a   f r o m   I/ O   pi n s   a n f i n a l l y   s e t t i n CS   a n O E   t o   o n e .   F o r   e xa m pl e ,   1 - by t e   da t a   o f   00101000  i s   w r i t t e n   i n   t h e   b i na r y   a dd r e s s   of   000000000001000 0000  a nd  e qui v a l e n t   o f   128  de c i m a l   w i t h   CL K   c l o c e qua l   t o   100  M H z   c r y s t a l   c l o c k   a n a ga i n   i t   i s   r e a f r o m   t h e   s a m e   a dd r e s s .   F i gu r e   6 ( a )   s h o w s   t h e   w r i t i n s i m ul a t i o n   i n   S R A M   a n d   F i gu r e   6 ( b )   s h o w s   t h e   r e a d i n g   s i m ul a t i o n   f r o m   S R A M .         (a )     (b )       (c )     F i gu r e   5 .   S i m u l a t i o r e s ul t s   (a )   d i r e c t l y   w r i t i n g   i f l a s h   (b d i r e c t l y   r e a di n g   f r o m   t h e   f l a s (c t h e   s e ri a l   t e rm i na l   o ut put   i IS E   s o f t w a r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     69 0   -   703   696     (a )     (b )     F i gu r e   6 S i m u l a t i o n   r e s ul t s   (a )   w ri t i ng  i n   S R A M   (b r e a d i n g   f r o m   S R A M   i IS E   s o f t w a r e       4.   EN TR O P Y - BA S ED   TR I P LE   D Y N A M I C   C LI P P ED   H I S TO G R A M   E Q U A LI ZA TI O N   T h e   pr o po s e E T D CH E   m e t h o i s   c o n s i s t e of   fo ur   m a i n   pr o c e s s   i n c l udi ng  pa rt i t i o ni n g ,   c l i pp i n g ,   m a pp i n g   a nd  e qu a l i z a t i o n .   I t h e   f o l l o w i n g,   t h e   p r o po s e m e t h o i s   s ub s e que n t l y   f ul l y   e xpl a i n e i de t a i l s .     4 . 1 .   Tr i p l e   p a r t i ti o n i n o th e   h i s to gr am   In   t h e   p r e v i o us   m e t h o d,   t h e   h i s t o gra m   o f   t h e   i n pu t   i m a ge   i s   pa r t i t i o n e i n t o   m ul t i p l e   s ub - h i s t o gra m s   u s i n g   t h e   m e a n ,   m e d i a n ,   m a x i m a ,   m i n i m a ,   e x p o s u re   l e v e l ,   a n d   e n t ro p y   v a l u e s .   I n   m e t ho d s   t h a t   u s e   t he   m a xi m a   a nd  m i ni m a   po i nt s   f o r   h i s t o gr a m   pa rt i t i o n,   s i g n i f i c a nt   v a l l e y   o r   pe a ks   s h o ul e xi s t   i t h e   hi s t o g r a m   o f   t h e   i n p ut   i m a ge .   O t h e   o t h e r   ha n d ,   i c a s e   o f   us i n g   t h e   m e a n   a n m e di a f o r   pa rt i t i o ni n g   t h e   hi s t o gra m   i nt o   t w pa r t i t i o n s ,   a b n o rm a l   e nh a n c e m e n t   m i g ht   o c c ur   f o r   s o m e   r e gi o n s   s uc h   a s   i n   ge n e ra l   h i s t o g r a m   e qua l i z a t i o n   m e t h o d.   A l s o ,   us i n t h e   m e a n,   m e di a n   a n e n t r o py ,   r e c ur s i v e l y ,   w h i c di v i de s   t h e   hi s t o g r a m   i nt o   fo ur   o r   m o r e   p a r t i t i o n s   m i g ht   n o t   l e a d   t o   c o n s i de r a b l e   e nha n c e m e n t   o n   s o m e   p a r t s .   A l s o ,   f i n d i n g   t h e   o pt i m u m   r e c ur s i v e   l e ve l   i s   a   m a j o r   c ha l l e ng e   i n   t h e s e   m e t h o ds .   T h e r e fo r e ,   t o   o ve r c o m e   t h e s e   c h a l l e n ge s ,   t h e   p r o po s e d   m e t h o di v i de s   t h e   hi s t o g r a m   o f   t h e   i n pu t   i m a ge   i nt o   t hr e e   pa r t i t i o n s   by   i n s pi r i n f r o m   e n t r o py - b a s e d   pa r t i t i o n i ng  s uc h   t ha t   t h e   n u m b e r   o pi xe l s   i n   e a c h   s ub - h i s t o gr a m   i s   a l m o s t   e qua l .   T hi s   t y p e   of   p o r t i o n i ng  l e a ds   t o   na t u ra l   e nha n c e m e nt ,   m a xi m um   a v e r a ge   i n f o r m a t i o n   c o nt e nt   a nd  p r e s e r v i n r e a s o na b l e   b r i g h t n e s s   i t h e   o ut put   i m a ge .   T r i p l e   pa r t i t i o n i n o f   t h e   h i s t o g r a m   i s   c o n s i s t e of   t h e   f o l l ow i n t w o   s t e p s .   A t   t h e   f i r s t   s t e p,   P D F   [7]  a n d   e nt r o p y   [3 1 - 34 ]   o f   t h e   i n pu t   i m a ge   a r e   a c h i e v e us i n g   (3)   a nd  ( 4).             (   )     (   )                                   (3)       (   )             (   )                 (   )                 (4)     I n   t h e   e qua t i o n s   a b ov e ,   h (i i s   t h e   hi s t o gra m   f un c t i o n,   N   i s   t h e   t o t a l   n u m b e r   of   pi xe l s   i n   t h e   i nput   i m a ge   a n L - i s   t h e   h i g h e s t   i nt e n s i t y   v a l ue   of   t h e   pi xe l s   i n   n - b i t   i m a ge   (2 n =L - 1) . I n   t h e   s e c o n s t e p,     t h e   s e pa ra t i n po i n t s   o f   m 1   a n m 2   a r e   s e t   t o   be   a t   t h e   i nt e n s i t y   l e v e l s   a t   w h i c h   t h e   e nt r o py   v a l ue s   a t   t h o s e   i n t e n s i t y   l e v e l s   a r e   e qu a l   t o   0 . 33  a n d   0 . 66   o f   t h e   e n t r o py   a t   i n t e n s i t y   l e ve l   L - 1,   r e s pe c t i v e l y .                                             (   )         (       )   (5)                                             (   )         (       )   (6)     T h e re f o r e ,   i f   t h e   hi s t o g ra m   o f   t he   i npu t   i m a ge   ha s   i nt e ns i t y   ra nge   [ m 0 :m 3 b e f o r e   p a rt i t i o ni ng  p r o c e s s ,   w h e r e   m 0   a nd  m 3   a re   t h e   l o w e s t   a nd   hi g h e s t   i nt e ns i t y   v a l ue s   i t h e   i np u t   i m a ge ,   r e s pe c t i v e l y ,   t he   hi s t o g ra m   o t h e   i np u t   i m a ge   W   i t he   p ro po s e E T D CH E   m e t ho i s   d i v i d e i nt o   t hre e   s ub - hi s t o g ra m s   w i t a l m o s t   t he   s a m e   nu m b e r   o f   p i xe l s   c a l l e W L ,   W M ,   a nd  W U .   T he   i nt e ns i t y   ra nge s   o f   e a c h   s ub - hi s t o g ra m   a re   o b t a i n e t o   b e   [m 0 :m 1 - 1 ] ,   [ m 1 :m 2 - 1 ] ,   a nd   [ m 2 :m 3 ] ,   r e s pe c t i v e l y .   F i g u r e   7 ( a )   s h o w s   a e x a m p l e   o f   t ri p l e   p a rt i t i o ni ng .     4 . 2 .   H i s to gr am   c l i p p i n g   T h e   m a i n   i de a   i n   h i s t o g r a m   c l i pp i n i s   t h a t   i t   c o n t r o l s   t h e   e n ha n c e m e nt   r a t i o   i n   t h e   e qua l i z a t i o pr o c e s s   s u c h   t ha t   t h e   o c c urr e n c e   o f   i n t e n s i t y   s a t ura t i o n   a n o v e r - e nha n c e m e nt   i n   t h e   e nha n c e i m a ge   i s   p re v e n t e d   w h i c e v e nt u a l l y   l e a d s   t o   t h e   g e ne r a t i o o f   n a t u r a l   a p p e a r a nc e   i n   t h e   e n h a n c e d   i m a g e .   T he re f o re ,   i n     t h e   c l i ppe hi s t o gra m ,   t h e   s h a pe   o f   t h e   i n pu t   h i s t o gra m   c ha n ge s   b a s e o n   a   s pe c i f i c   t hr e s h o l l e v e l   be f o r e     t h e   e qua l i z a t i o n   p r o c e s s .   B a r s   of   t h e   h i s t o g r a m   w h i c h   h a v e   a r e a s   l a r ge r   t ha n   t h e   t hr e s h o l l e v e l   a r e   bo un de by   t h e   t hr e s h o l l e v e l .   H i s t o gr a m   c l i ppi ng  w h i c h   i s   c a rr i e d   o ut   i n   E T D CH E   m e t h o i s   s uc h   t ha t   t h e   m e a n u m b e r   o f   t h e   o c c urr e n c e s   of   i n t e n s i t y   i n   e a c h   s ub - h i s t o g r a m   i s   c o n s i de r e a s   t h e   c l i pp i n t hr e s h o l l e v e l   of  t h a t   s ub - h i s t o g r a m   [ 2 2 ] .   T h e   c l i p pi n g   t hr e s h o l d   l e v e l   of   e a c h   s ub - h i s t o g r a m   i s   de t e r m i n e b y   (7).     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   t he   e l e c t r on i c   s e c t or   of   t he   s at e l l i t e   c am e r and   i m a ge   c on t r as t   …  ( Maj i Z ar i e )   697                             (   )                                                       (7)     In   t h e   e qua t i o n   a b o ve ,   h ( i i s   t h e   hi s t o gra m   o f   t h e   i n p ut   i m a ge   a n T 1 ,   T 2 ,   a n T 3   a r e   t h e   c l i ppi n g   t hr e s h o l ds   de t e rm i n e f o r   a l l   t hr e e   s ub - h i s t o gra m s .   I n   F i gu r e   7 ( b ) ,   t h e   c a l c ul a t e c l i pp i n t hr e s h o l ds   fo r   e a c h   s ub - h i s t o g r a m   c o ul b e   o b s e r v e d.   T h e   c l i ppe hi s t o gra m   i s   d e t e r m i n e by   (8).         (   )   {   (   )       (   )                           (   )         }                                                       (8)     In  t h e   e qu a t i o a b o ve ,       (   )   de n o t e s   t h e   c l i ppe d   h i s t o gra m .   T h e r e fo r e ,   t h e   c l i pp i n g   m e t h o us e i n   E T D CH E   c a us e s   t h e   e nh a n c e m e n t   ra t i o   t o   be   c o n t r o l l e t hr o ug h o ut   t h e   h i s t o g r a m .   I n   F i gu r e   7 ( c ) ,   t h e   c l i ppe d   hi s t o gra m   i s   i l l us t ra t e d .           (a )       (b )       (c )       (d)     F i gu r e   7 .   A e xa m pl e   o f   t h e   p r o po s e E T D CH E   m e t h o d,   ( a )   t r i p l e   pa rt i t i o n i n g ,   (b c a l c ul a t i o n   o f   t h e   c l i p pi n g   t hr e s h o l d   l e v e l s ,   (c t h e   c l i ppe d   h i s t o g r a m ,   (d m a p pi n g   p r o c e s s   i t o   a   n e w   dy n a m i c   ra n ge       4 . 3 .   M ap p i n g   e a c h   p a r ti t i o n   i n to   n e w   d yn am i c   r an ge   A s   e xpl a i n e i n   t h e   pa rt i t i o n i n g   s e c t i o n ,   e a c h   s ub - h i s t o gr a m   ha s   a   s pe c i f i c   i n t e n s i t y   r a n ge .   I n   c a s e   o i n de pe n de n t   e qua l i z a t i o n   o f   e a c h   pa rt ,   e a c h   s ub - h i s t o g r a m   c a nn o t   pe r f o r m   t h e   e qua l i z a t i o n   a nd  h i s t o g r a m   e xpa n s i o n   p r o c e s s   m o r e   t ha n   t h e   s pe c i f i e r a n ge   fo r   t h e m .   In   m o s t   c a s e s ,   s ub - h i s t o gra m s   w i t h   l o w   r a n ge s   c a nn o t   b e   e nha n c e s i g ni f i c a n t l y   due   t o   l a c k   o f   s u f f i c i e n t   a r e a   f o r   e nha n c e m e nt .   O n   t h e   o t h e ha n d ,   i s ub - hi s t o gra m s   w i t h   hi g r a nge s ,   t h e   i s s ue   o f   ov e r - e nha n c e m e n t   c o m e s   up.     In  o r de r   t o   c r e a t e   a   b a l a n c e   i n   t h e   e qu a l i z a t i o n   p r o c e s s   a n t o   o ve r c o m e   t h e   a b o ve - m e n t i o n e i s s ue s ,   E T D CH E   m e t h o pe r f o r m s   t h e   m a ppi ng  b a s e o n   t h e   dy na m i c   ra n ge   o f   t h e   g r e y   a r e a   us e i e a c s ub - hi s t o gra m   by   i n s pi r i ng  f r o m   t h e   d y n a m i c   h i s t o gra m   e qua l i z a t i o n   m e t h o a n a l l o c a t e s   a   n e w   d y n a m i c   r a nge   t o   e a c h   s ub - h i s t o gra m   [17] .   H ow e v e r ,   u nl i ke   t h e   dy n a m i c   hi s t o gra m   e qu a l i z a t i o n   m e t h o i n   w h i c h   a pp l y i n t he   nu m b e o f   p i x e l s   i e a c s ub - hi s t o g ra m   c o m p l i c a t e s   t he   c o m p u t a t i o ns ,   i E T D C H E   m e t ho d ,   no   s i gn i f i c a n t   i m p a c t   i s   o b s e r ve o n   t h e   c o m put a t i o n s   o f   t h e   n e w   d y n a m i c   ra n ge   s i n c e   t h e   n u m b e r   o f   pi xe l s   a r e   a l m o s t     t h e   s a m e   fo r   e a c h   s ub - hi s t o gra m .   T o   s i m pl i f y   t h e   m a ppi ng  s t e ps ,   o n e   c o ul i g n o r e   t h e   n um b e r   o f   pi xe l s   i n   t h e   c a l c ul a t i o n s .   T h e   m a pp i n g   p r o c e s s   i n   E T D CH E   m e t h o i s   c a rr i e o ut   us i n g   (9)   a n (10) .           (       )                       (9)           (       )                               (10 )     T h e   l o w e s t   a nd  h i g h e s t   i nt e n s i t y   v a l ue s   of   t h e   pi xe l s   i n   t h e   o ut put   i m a ge   a r e   c o n s i de r e t o   b e   n 0 = 0   a n n 3 =L - 1,   r e s pe c t i v e l y .   T h e r e fo r e ,   a f t e r   t h e   m a p pi n p r o c e s s ,   t h e   n e w   d y n a m i c   ra n ge s   f o r   t h e   f i r s t ,   s e c o n a n d   t hi r d   s ub - hi s t o g r a m s   c h a nge   t o   [ n 0 :n 1 - 1] ,   [ n 1 :n 2 - 1],   a nd  [ n 2 :n 3 ] ,   r e s pe c t i v e l y .   T h e   m a pp i n g   p r o c e s s   t   t h e   n e w   d y n a m i c   ra n ge   i s   i l l us t r a t e i F i g u r e   7 ( d ) .     4 . 4 .   Eq u al i z i n e a c h   p a r ti t i o n   i n d e p e n d e n t l y   A f t e r   de t e r m i ni n t h e   n e w   d y n a m i c   ra n ge   fo r   e a c h   s ub - h i s t o gr a m   a t   t h e   f i n a l   s t a ge   of   E T D CH E   m e t h o d,   e qua l i z a t i o n   o f   e a c h   pa rt i t i o n   s h o ul b e   c a rr i e o ut   i n de pe n de n t l y .   T h e   e qua l i z a t i o n   p r o c e s s   of   e a c h   s ub - h i s t o g r a m   c o n s i s t s   o f   fo ur   s t e ps .   In   t h e   f i r s t   s t e p,   t h e   P D F   a s s oc i a t e w i t h   e a c h   s ub - h i s t o gra m   s h o ul b e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     69 0   -   703   698   de t e r m i n e us i n (11)  [7] .   I n   t h i s   e qu a t i o n ,   N j   i s   t h e   t o t a l   n u m b e r   o f   pi xe l s   i n   e a c h   c l i ppe s ub - h i s t o gra m   w h i c i s   de t e rm i n e d   by   (12).             (   )         (   )                                                                   (11)                     (   )                                                       (12)     In  t h e   s e c o n s t e p,   t h e   c um u l a t i v e   de n s i t y   f un c t i o (CD F of   e a c h   s ub - h i s t o gra m   i s   de f i n e us i n g   t h e   c o rr e s po n di n g   P D F   [7 ].             (   )               (   )                                                         (13)     In   t h e   t hi r s t e p,   t h e   t ra n s f e r   f un c t i o n   o f   e a c h   s ub - h i s t o gra m   i s   de t e rm i n e us i ng  t h e   CD F   a s s o c i a t e d   w i t h   e a c h   s ub - h i s t o g r a m   a c c o r di n t o   (14) .   U s i n g   t h e   ob t a i n e t ra n s f e r   f un c t i o n s ,   e a c h   p a r t i t i o n   i s     e qua l i z e i nde pe n de n t l y .   T h e   f o ur t h   s t e p   i n c l ude s   i n t e g ra t i n g   a l l   t hr e e   s ub - hi s t o gra m s   t o   c r e a t e   a   c o m pl e t e   i m a ge .   T h e r e f o r e ,   t h e   o ut pu t   i m a ge   o f   E T D CH E   m e t h o i s   ge n e ra t e b y   c o m b i n i ng  a l l   o f   t h e   t hr e e     t r a n s f e r   f u n c t i o n s .                     (                   )                                             (14)       5.   S I M U LA TI O N   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   In   t hi s   s e c t i o n ,   f i r s t ,   t h e   m e t h o of  t e s t i n t h e   c a m e r a   i s   de s c ri b e d.   T h e n   t h e   e v a l ua t i o n   of   t h e   qua l i t y   of   t h e   r e c e i ve i m a ge s   i n   d i f f e r e n t   l i g ht i n c o n d i t i o n s   b e fo r e   a n d   a f t e r   e nha n c e m e nt   w i t h   E T D CH E   m e t h o i s   di s c us s e d.   I n   t h e   f o l l ow i n g ,   t h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   o f   t h e   pr o po s e E T D CH E   m e t h o a r e   c o m pa r e w i t h     t h e   p r o po s e hi s t o gra m   e qua l i z a t i o n - b a s e m e t h o ds   e . g .   G H E   [7],   B BH E   [10],   R M S H E   [13],   R S IH E   [14],   B P D H E   [21],   B H E P L   [22],   D Q H E P L   [24]  a n M M S ICH E   [25].   F o r   b e t t e r   a s s e s s m e n t   a n c o m pa ri s o n   o   t h e   m e t h o ds ,   na t u r e   a nd  r o a i m a ge s   w i t h   hi s t o gra m s   f oc us e o n   t h e   d a r s i de ,   t a n k   a nd  a i r c r a f t   i m a ge s   w i t h   hi s t o gra m s   f o c us e o n   t h e   m i ddl e   s i de   a n s n o w y   m o un t a i ns   a nd  b e a c h   i m a ge s   w i t h   h i s t o gra m s   f o c us e o n   t h e   b r i g h t   s i de   a r e   us e a s   t e s t   i m a ge s .       5 . 1 .   Th e   m e th o d   o te s ti n g   th e   c am e r a   an d   e v al u ati o n   o th e   r e c e i v e d   i m ag e s   q u al i ty     D ue   t t h e   f a c t   t ha t   i n   t hi s   pa pe r   t h e   a i m   i s   f a b r i c a t i n a n t e s t i n t h e   e l e c t r o n i c   pa rt   o a n   i m a g i n g   s y s t e m ,   a n   o pt i c   o n e   l e n s   s y s t e m   w i t c h a ra c t e ri s t i c s   o f   foc a l   l e ngt 18c m   a n d   a pe r t u r e   di a m e t e r   o f   5c m   f o r   r e c e i v i n i m a ge   w a s   p r o v i de d.   In  t h e   f o l l ow i n g ,   w e   pl a c e   t h e   i m a ge   A   a t   180c m   di s t a n c e   o f   t h e   l e n s .   W i t t h e s e   c o n di t i o n s   a c c o r di n g   t o   (2)   r e s o l ut i o f o r   t w o   di s t a nc e s   o f   300km   a n d   180c m   i s   23 . 3m   a nd  140µ m ,   r e s pe c t i v e l y .   F o r   s i m ul a t i n t h e   l i n e a s w e e s y s t e m ,   i m a ge   A   s h o ul p a s s   i n   f r o n t   o f   t h e   c a m e ra   w i t   t h e   s pe e of                            .   F o r   v e r i f y i n t h e   c a p t u r e pi c t u r e s ,   w e   s a ve   700  pi xe l s   a s   i m a ge   B .   If   w e   m ul t i p l y   700  pi xe l s   by   140µ m   r e s o l ut i o 9 . 8c m   i s   o b t a i n e d.   T h i s   nu m b e i s   e qua l   t o   t h e   pa rt   o f   i m a ge   A   w h i c h   i s   s a v e i n   i m a ge   B .   T hi s   v e r i f i c a t i o n   i s   t rue   i n   a l l   o f   t h e   c a p t u r e i m a ge s .   I n   F i gu r e   t h e   ge n e ra l   v i e w   of   t h e   c a m e r a   i s   s h o w n .   O f   c o ur s e ,   w i t h   p r o v i di n a n   o pt i c   w i t h   t h e   p r o po s e c h a ra c t e r i s t i c s   of  T a b l e   w e   c a a c h i e v e   t o   8 - m e t e r   r e s o l ut i o n   i 300   km   d i s t a n c e .     A f t e r   p r o v i di n t h e   a f o r e m e nt i o n e c o n di t i o n s   i n   t h e   a b ov e   s e c t i o n ,   t h e   i m a ge s   of   F i gur e   a r e   c h o s e n   a s   m a i n   i m a ge s   fo r   t e s t i n t h e   c a m e ra   a n a r e   m o v i ng  i n   f r o nt   o f   t h e   c a m e r a   t hr o ug h   t h e   l i n e a r   s w e e p   s y s t e m .   F i gu r e s   10  a n 11  i l l us t r a t e   t h e   r e c e i v e i m a ge s   o f   c a m e ra   i n   d i f fe r e nt   i m a gi n g   c o n di t i o n s   f r o m   l e f t   t o   r i g ht ,   n o r m a l ,   h i g h,   a nd  l o w   l i gh t i n c o n di t i o n s .   I n   t h e   uppe r   p a r t   o f   t h e s e   f i gur e s ,   t h e   r e c e i v e i m a ge s   f r o m   t h e   c a m e ra   b e fo r e   e nha n c i n t h e   c o n t ra s t   a n d   i t h e   l o w e r   pa rt   t h e   r e c e i v e i m a ge s   a f t e   t h e   e nh a n c e m e n t   a r e   s h o w n .   T h e   o b t a i n e r e s ul t s   f r o m   t h e   v i s ua l   c o m pa r i s o n   i n   s o m e   of   t h e   v i e w e r s   s h ow   t h a t   t h e   qua l i t y   o t h e   r e c e i v e i m a ge s   a f t e r   t h e   e nh a n c e m e n t   i s   i m p r o v e s i gn i f i c a n t l y   a n i n di c a t e s   t ha t   c o n t ra s t   e nha n c e m e n t   h a s   l a r ge l y   ove r c o m e   t h e   u n f a v o r a b l e   l i g h t i n g   c o n di t i o n s   du r i ng  i m a gi ng.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pl e m e nt a t i o o f   t he   e l e c t r on i c   s e c t or   of   t he   s at e l l i t e   c am e r and   i m a ge   c on t r as t   …  ( Maj i Z ar i e )   699       F i gu r e   8 .   T h e   ge n e ra l   v i e w   of   t h e   c a m e ra       F i gu r e   9 .   t h e   m a i i m a ge s   f o r   t e s t i ng  t h e   c a m e ra           (a )       (b )       (c )     F i gu r e   10 .   R e c e i ve i m a ge s   i l i g h t i n g   c o n di t i o n s   a )   n o rm a l   b h i g h   c )   l o w ,   t h e   up pe pa rt   i s   b e fo r e   e nh a n c e m e n t   a nd  t h e   l o w e r   pa rt   i s   a f t e e nha n c e m e nt           (a )       (b )       (c )     F i gu r e   11 .   R e c e i ve i m a ge s   i l i g h t i n g   c o n di t i o n s   a )   n o rm a l   b h i g h   c )   l o w ,   t h e   up pe pa rt   i s   b e fo r e   e nh a n c e m e n t   a nd  t h e   l o w e r   pa rt   i s   a f t e e nha n c e m e nt       5 . 2 .   P e r fo r m an c e   as s e s s m e n b as e d   o n   av e r ag e   i n fo r m ati o n   c o n te n t   A m o n t h e   c o n t ra s t   e nh a n c e m e n t   m e t h o d,   t h e   m o s t   a pp r o p r i a t e   m e t h o i s   t h e   o n e   w hi c c o ul s h o w   a l l   t h e   i n f o r m a t i o n   o f   t h e   i n p ut   i m a ge   b e s i de s   na t u ra l   c o n t ra s t   e nh a n c e m e n t .   T h e r e fo r e ,   t o   s h o w   t h e   c a p a b i l i t y   of   t h e   p r o po s e E T D CH E   m e t h o i e xt ra c t i n g   t h e   i n f o rm a t i o n   f r o m   a n   i m a ge ,   o n e   c o ul us e   t h e   a v e r a ge   i n f o r m a t i o c o n t e n t   (e nt r o p y a s   a   q ua nt i t a t i v e   a s s e s s m e n t .   E n t r o py   m e a s ur e s   t h e   r i c hn e s s   o f   t h e   de t a i l s   o   t he   i m a g e   a nd   i t   i s   u s u a l l y   m e a s u re d   i b i t s .   H i g he e n t ro py   v a l u e s   s ho w   m o re   a v a i l a b l e   i nf o rm a t i o i t he   i m a ge .   T h e   de f i n i t i o n   o f   e n t r o p y   i s   e xpr e s s e i n   ) 4 ( .   H ow e ve r ,   fo r   a   b e t t e r   v i s ua l   pe r c e pt i o f r o m   t h e   i m a ge ,     o n e   n e e ds   r e du n da nt   i n f o r m a t i o n   b e s i de s   a c t ua l   i n f o r m a t i o n   (e n t r o py ).   T h e   p r o po s e a l go r i t hm   l e a ds   t o   e nh a n c e m e n t s   i n   v i s ua l   q ua l i t y   b y   c h a n ge s   i t h e   t y pe   a nd  v o l um e   of   r e du n d a n t   i n f o r m a t i o n .   T o   a c hi e ve   o pt i m u m   pe r f o r m a n c e ,   t h e   e nt r o py   s h o ul b e   c l o s e   t o   t h e   o r i gi n a l   i m a ge   t o   m a i nt a i n   t h e   a c t u a l   i n f o r m a t i o n   o t h e   i m a ge   a s   w e l l .   I n   T a b l e   2,   t h e   e n t r o py   r e s ul t s   a r e   l i s t e us i n di f f e r e n t   m e t h o fo r   e a c h   s i i m a ge s .     B a s e o n   t h e   T a b l e   2 ,   t h e   p r o po s e m e t h o ge n e r a t e s   t h e   hi g h e s t   e n t r o py   fo r   a l l   t h e   i m a ge s   c o m pa r e t o t h e r   m e t h o ds   s uc h   t ha t   t h e   ge n e r a t e e n t r o py   fo r   a l l   o f   t h e   i m a ge s   i s   v e r y   c l os e   t o   t ha t   o f   t h e   o r i gi na l   i m a ge .   T h e r e f o r e ,   due   t o   h i g h   e n t r o py   w h i c h   i s   c l o s e   t o   t h e   o r i gi n a l   i m a ge ,   t h e   pr o po s e m e t h o i s   t h e   b e s t   m e t h o t o   e xt ra c t   t h e   i n f o r m a t i o c o n t e n t   i t h e   i m a ge .   A l s o ,   i t   gu a ra nt e e s   na t u ra l   e nh a n c e m e n t   i t h e   o ut put   i m a ge .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.