红外焦平面图像处理系统的研究分析.pdf

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1、V01．33No．914舰船电子工程ShipElectronicEngineering总第231期2013年第9期红外焦平面图像处理系统的研究分析+盛元平(海军装备部沈阳军事代表局沈阳110031)摘要红外焦平面图像处理系统在现代战争中发挥着越来越重要的作用。论文介绍了红外焦平面图像处理系统的发展历程以及装备的研制、改进情况，指出了在现代战争中发展航电系统的优势和重要性，重点探讨了几种红外焦平面图像处理系统的性能及其特点，最后论述了红外焦平面图像处理系统的发展动向与分析。关键词红外焦平面；图像处理；分析中图分类号TN97DOI：10．3969／j．

2、issnl672--9730．2013．09．005、InfraredFocalPlaneImageProcessingSystemSHENGYuanping(ShenyangMilitaryAgent’SBureauofNavalArmamentDepartment，Shenyang110031)AbstractTheinfraredfocalplaneimageprocessingsystemplaysmoreandmoreimportantrolesinthewartoday．Thedevelopmentoftheinfraredfocalp

3、laneimageprocessingsystemabroadanditsmodificationaredescribed．Thetechniqueperformanceandpropertiesofseveraltheinfraredfocalplaneimageprocessingsystemseekersareanalyzed；anddevelopmenttrendAndanalysisofTheInfraredFocalPlaneImageProcessingSystemarediscussed．KeyWordsinfraredfocalp

4、laneImage，processingsystem，analysisCItn麓sNI耵lberTN971引言红外焦平面图像处理系统由红外光学系统、红外焦平面阵列、图像信息处理系统、温度控制系统和显示系统等部分构成，如图1所示。红外焦平面阵列作为成像系统的探测器件，为整套图像处理系统提供原始的红外图像信息：图像信息处理系统作为整套系统的核心部分，它为红外焦平面阵列提供电源以及驱动信号等，并且针对红外焦平面阵列输出的图像信号特点进行实时的信号处理。温度控制系统是用于保证红外焦平面所有阵列单元自身基准的稳定性，不仅可以有效地提高输出信号的信噪比，也可以

5、提高红外焦平面阵列的响应灵敏度。实时图像信号处理主要是针对非均匀校正等相关的图像预处理算法的研究[1]。匿到睦型系统I“””9‘l图1红外焦平面图像处理系统结构图2红外焦平面阵列2．1红外焦平面阵列原理红外焦平面阵列就是采用集成电路制造及特殊半导体材料等相关技术制作的大规模的红外探测器阵列。空间中物体发射的红外线经过红外光学系统成像在红外焦平面阵列的感光元件上，红外探测器将接收到的光信号转换为电信号并进行积分放大、采样保持，并通过输出缓冲和信号传输系统，最终送达监视系统或图像处理系统前端形成图像信息。红外焦平面阵列主要由红外探测器和读出电路等部分组

6、成‘2

7、。红外探测器是红外焦平面阵列的核心部分，依据其探测的原理不同可分为光子探测器和热探测器两大类。1)光子探测器。光子探测器主要工作于中波红外、长波红外波段，利用固体光电效应来制作，即依赖于入射的红外光子在探测器中激励产生的载流子，红外光子电荷数正比于入射红外辐射通量的信号。光子探测器可细分为光电导型探测器和光伏型探测器。2)热探测器。热探测器是利用物体红外辐射的热效应，当热探测器的探测单元受到红外辐射后，其温度升高，进而引起材料的物理特性变化，使器件产生相应的点输出，通过测量其输出量可得知探测器所受到的红外辐射强度。这种技术主要用于开发非制冷

8、红外焦平面阵列，可分为热释电探测器和微测辐射热计这两种。2．2红外焦平面阵列光谱响应特性光子探测器是依据探测到的光子数量而产生电信号，再依据电信号强度感知入射辐射能量的大小。热探测器是一种无选择性的探测器，对所有波长的红外辐射都有基本相同的光谱响应(如图2所示)。·收穑日期：2013年3月8日，修回日期：2013年4月25日作者简介：盛元平，男，硕士研究生，高级工程师，研究方向：水声、电子装备研制及装备保障。2013年第9期舰船电子工程15Photon／、detector／-／／Therma】detector虿wnclength图2光子探测器和热探

9、测器光谱响应图3是法国Sofradir公司针对长波红外波段进行优化的探测器，进行实测的光谱响应曲线。，少一、、。～～，。，