红外焦平面图像处理系统的软件设计.pdf

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1、总第229期舰船电子工程V01．33No．7；Q!i堡箜!塑!!堡三!!!!竺堡!三呈量!呈!!垒竺篁!!红外焦平面图像处理系统的软件设计‘朱卓(东北电子技术研究所锦州121000)摘要论文主要以红外焦平面图像处理系统内包含的图像采集模块、图像预处理模块和图像处理模块为设计中心，并根据各模块所要实现的具体功能提出实现方法。关键词图像处理系统；软件设计中图分类号TN97DOI：10．3969／j．issnl672--9730．2013．07．030SoftwareDesignoftheInfraredFocalPlaneImageProcessingSystem

2、ZHUZhuo(NortheastResearchInstituteofElectronicTechnology，Jinzhou121000)lal玲tmctTheimageacquisitionmodule，imagepreprocessingmoduleandimageprocessingmoduleintheInfraredfocalplaneimageprocessingsystemaredesignedastheemphasis．AndthemethodtOrealzedthespecificfunctionofeachmodulearepropos

3、ed．11eyⅥfo批bimageprocessingsystem．softwaredesignClassNI耵由erTN971引言红外焦平面阵列图像处理系统主要包含三个功能模块，分别是图像采集功能模块、图像预处理功能模块和图像处理功能模块，每个功能模块均有其对应的软件，软件是模块功能实现的基础。图像处理系统软件结构框图‘1

4、，如图l所示。曼售PI器百擞U蒜州嚣

5、1銎i接口

6、l接口I；图1图像处理系统软件结构框图红外焦平面阵列图像处理系统设计中主要包含的软件有数据接口软件、图像预处理算法软件和图像处理算法软件的设计。本文就图像采集模块软件的设计、图像预处理模块

7、软件的设计、图像处理模块软件的设计等，作进一步的研究和探讨。2图像采集模块软件的设计图像采集模块软件设计主要包含配置设计、控制功能以及接口设计等几大部分软件功能模块[2]。*收稿日期：2013年1月12日，修回日期：2013年2月26日作者简介：朱卓，男，硕士研究生，工程师，研究方向：软件工程。2．1接口设计接口设计主要实现图像采集模块与图像预处理模块及图像处理模块的数据接口，以及图像采集模块内部红外焦平面阵列的图像数据输入接口的设计。红外焦平面阵列输出红外图像信号的流程如图2所示[“。红外焦平面阵列输出的红外图像信号要依据其设定的时序信号，时序信号是由图像采

8、集模块内的时序电路所产生的，图像采集模块内部接口如图3所示。广莉n图像行数据读命令面训读取该行数据——下=《分浏YlN红外焦平面阵列—l_．SHD／SHP●·●------—-—-—-·一ADL旦女匹￡kK转换l电路L====!红外探测器配置模块匿数据处理模块＼磁据嘲厂乍令⋯⋯⋯一＼／_c==≯⋯⋯+盟控制信号数字信号模拟信号(箜塞)图2红外焦平面阵列图3图像采集模块接口框图红外图像输出流程2．2配置模块设计红外焦平面阵列的配置模块是采用专用处理器控制来实现的。处理器通过并行或串行数据接口与红外焦平面阵列进行通信，并实现对红外焦平面阵列的工作状态、工作模式等的

9、控制[4]。攀一一圈困一瓢龇一脯渊一团圆朱卓：红外焦平面图像处理系统的软件设计总第229期表1控制信息格式表系统上电后，红外焦平面阵列需要通过数据接口从处理器读取控制信息，以确定其工作模式，其中包括阵列的信号增益强度、帧频速度、图像生成方式、积分时间等相关参数。以型号为UL03191的红外焦平面阵列为例，其控制信息格式包含了积分时间、增益系数、红外窗口大小、窗口位置等相关信息，表1所表示的是UL03191红外焦平面阵列的控制信息格式以及其实现的功能。X缸。、拖。、b。以及lo这四个参数是用来确定红外焦平面阵列所配置的红外窗口的位置以及打开窗口的大小。参数的设定

10、必须满足下面(1)以及(2)所表示的两个条件。‰≥X^。+160(1)‰≥K。(2)本系统设计中，红外焦平面阵列窗口的大小为阵列的像元尺寸，阵列的增益系数设定为1，积分时间设定为20“s，阵列的扫描方式设定为从右侧到左侧的行扫方式，扫描顺序从上到下。2．3控制功能设计红外焦平面阵列一般都是采用电子扫面的方式，系统视场内目标物体的自身温度发生变化时，会导致红外焦平面阵列所受到的红外辐射强度的变化，辐射强度与红外焦平面阵列的电流输出大小直接相关，辐射强度变化引起的电流变化在脉冲偏置电压的作用下被读取电路读出，红外焦平面阵列每列的末端有放大器，放大器把电流信号转换为

11、电压信号，再经过多路复用器把放大后的电