红外图像处理系统的方案设计.pdf

《红外图像处理系统的方案设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、V01．34No．5100舰船电子工程ShipElectronicEngineering总第239期2014年第5期红外图像处理系统的方案设计+盛元平(海军装备部沈阳军事代表局沈阳110031)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；方案设计中图分类号TN97DOI：10．3969／j．issnl672—9730．2014．05．028SchemeDesignoftheInf

2、raredImageProcessingSystemSHENGYuanping(ShenyangMilitaryAgent’SBureauofNavalArmamentDepartment，Shenyang110031)AbstractRegardingtheimageacquisitionmodule，imagepreprocessingmoduleandimageprocessingmoduleinthein—fraredfocalplaneimageprocessingsystemasde

3、signcenter，themethodisputforwardtorealizespecificfunctionsintheor—dertorealizeeachmodule．KeyWordsimageprocessingsystem，schemedesignCImNumlⅪtTN971引言随着图像采集、图像处理技术的不断发展，采用红外热成像技术与图像采集系统、图像处理系统相结合的方式，利用最新的图像处理技术对红外热成像系统的红外图像信号信息进行实时的采集和处理，不仅提高了系统工作性能，也大大

4、地改善了系统的成像质量。本文就红外成像、红外探测器、红外成像处理系统的方案设计等，作进一步的研究和探讨Ⅲ。2红外图像红外图像装置工作在中红外区域(波长3ttm～5肚m)或远红外区域(波长8btm12tum)。通过探测物体发出的红外辐射，热成像仪产生一个实时的图像，从而提供一种景物的热图像。并将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。热成像仪非常灵敏，能探测到小于0．1"C的温差[2]。工作时，热成像仪利用光学器件将场景中的物体发出的红外能量聚焦在红外探测器上，然后来自于每个探测器元件的红外

5、数据转换成标准的视频格式，可以在标准的视频监视器上显示出来，或记录在录像带上。由于热成像系统探测的是热而不是光，所以可全天候使用；又因为它完全是被动式的装置，没有光辐射或射频能量，所以不会暴露使用者的位置。目前，第三代红外焦平面阵列器件不仅要具有集成度更高、像元尺寸更大、像元数目更多、探测性能更好等特点，也要兼顾优秀的可靠性、更小的体积重量、更简单的结构、更低的成本等因素。表1简要描述红外焦平面阵列的类型；表2简要展示了第三代红外焦平面阵列的概念及红外焦平面阵列的未来。3红外探测器红外探测器的光

6、学系统设计对于探测器的探测光谱的响应范围也会有影响，例如若光学窗口材料采用金属锗的话，可以使探测器能够提高在8“m·收稿日期：2013年11月3日，修回日期：2013年12月7日作者简介：盛元平，男，硕士，高级工程师，研究方向：水声、电子装备研制及装备保障。2014年第5期舰船电子工程101---20弘m波段红外光的透过率，而对其它波段的红外辐射的透过率就要相对降低嘲。表1红外焦平面阵列的类型混合式CCDM[0S单片式CCDM[0S半单片式CIDCIMInSbHgCdTeInSbPtSi热释电P

7、tSiInSbHgCdTeZ平面多种SPRITE内部TDIHgCdTe低噪声扫描、凝视动态范围宽扫描、凝视Si工艺凝视为主不成熟凝视为主工艺较复杂扫描、凝视比CD工艺简单工艺复杂工艺简单碲镉汞光伏探测器阵列及杜瓦瓶组件，微斯特林制冷机。其灵敏度高，工作稳定性好。探测器主要参数如表4所示。表4红外探测器组件参数探测器ngfxiZe探测元320×256像元尺寸30pro×30tan帧频25～200Hz可调波段3．7Nrr-一4．8pm输出动态范围>2．5VD*10．2×1011Jones窗口尺寸9．

8、6X7．68nrn制冷时间7rnin30s@20℃噪声等效温差典型8mK冷屏F数F／2工作温度一40℃～+60℃4红外图像处理系统的方案设计扫描、凝视4．1图像采集及处理扫描、凝视高速扫描表2第三代红外焦平面阵列的特征高性能多色高性能非制冷非制冷微型传制冷传感器传感器感器焦平面阵1000×10001000×1000160×120列大小1000×2000320×2402000X20002049×2049像元尺寸18Nn×18pm工作波段双色或多色封装真空高真空制冷器机械制冷工作温度120K～180