第十一章微测辐射热计非制冷红外热成像系统.pptVIP

第11章 微测辐射热计非制冷红外热成像系统 内容纲要： 11.1 系统的基本组成 11.2 UL 01 01 1型微测辐射热计 11.3 UL 01 01 1型微测辐射热计的驱动电路 11.4 TEC 温控电路 11.5 A/D数据转换电路 11.6 基本DSP和FPGA实时图像信号处理 11.7 非均匀性校正算法处理 11.8 红外图像增强 11.9 视频合成 11.10 红外热成像系统的质量评价 11.1 系统的基本组成 11.2 UL01 01 1型微测辐射热计 组成： 两维阻抗式微测辐射热计焦平面阵列 硅读出集成电路(ROIC) 热电温度稳定器(TEC) 11.2 UL01 01 1型微测辐射热计 焦平面 ： 11.2 UL01 01 1型微测辐射热计 红外窗口：用1mm厚的锗晶体材料制备的，窗口上的防反射膜层和光学过滤膜层使得8～14?m波段的红外辐射具有最大透过率， 整个器件用金属进行真空封装 11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路 11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路 11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路 （1） 偏置电压 11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路 3个脉冲电压： RESET、MC、INT 它们用来驱动CMOS处理器的时序器 表11.1 直流电压部分的技术指标要求 表11.2 脉冲信号源部分的技术指标要求 11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路 2 驱动电路的设计 11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路 11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路 11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路 (1) 对来自石英晶振的信号进行倍频和分频，倍频可以通过FPGA中的锁相环实现，结合输入的RESETIN产生焦平面所需的脉冲驱动信号：MC、INT、RESET； (2) 通过编码电路产生焦平面的增益控制信号：CALIBRE1、CALIBRE2、CALIBRE3； (3)必需对DATAVALID和帧同步信号LIGNE1这两个同步信号进行延时，以补偿数据信号经过A/D转换器后带来的时间延迟。 11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路 11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路 11.4 TEC温控电路 TEC简介： 11.4 TEC温控电路 控制TEC的基本功能框图 11.4 TEC温控电路 TEC温控电路的解决方案有很多种，完全的TEC控制器解决方案需要： 一个精密输入放大器，正确地测量物体实际温度和目标温度之间的不同。 一个补偿网络，得到最优的稳定性和时间特性 。 一个高的输出电流水平。因为高的输出电流时，TEC控制器有较高的效率，将除TEC以外的器件产生的热量减到最小。 11.4 TEC温控电路 模拟器件公司（AD）的ADN8830、MAXIM公司的MAX1968和MAX1978均可以实现此功能 11.4 TEC温控电路 11.5 A/D数据转换电路 11.5 A/D数据转换电路 A/D芯片选择： 11.5 A/D数据转换电路 例：AD公司的型号为AD9240 的模数转换器 11.6 基于DSP和FPGA实时图像信号处理 11.7 非均匀校正处理算法 11.7 非均匀校正处理算法 探测器响应度的非均匀性（PRUN）定义：探测单元在二分之一饱和辐射量下所输出的原始响应信号与其平均值之比： 11.7 非均匀校正处理算法 算法分类： 温度定标校正算法 2 温度定标校正算法 假定焦平面的单元的响应为线性 ： 11.7 非均匀校正处理算法 2 温度定标校正算法 (1) 一点温度定标算法 2 温度定标校正算法 任一单元的输出信号与平均输出信号的差值为： 2 温度定标校正算法 选择两个定标点?1、?2： 最小二乘法线性回归由参数拟合公式： 图11.9 基于增益补偿的高通滤波校正法 神经网络法采用一个隐含层计算某像素的邻域输出的平均值，并作为给定像素的期望的理想输出，反馈给线性校正神经元计算非均匀校正的系数。 对后继各帧重复以下迭代，即对校正系数进行自适应修正： 11.8 红外图像增强 图像增强方法： 时间域处理 空间域处理 变换域处理 11.8 红外图像增强 11.8.1 直方图 11.8 红外图像增强 11.8 红外图像增强 11.9.2 自适应分段线性变换 11.8 红外图像增强 [灰度最频值] 直方图中具有最大像素数的灰度级； [频数] 灰度值重复次数，