基于Camera Link的串行图像采集系统设计

在设计测试系统时,要求高速、可靠地传输大量的图像信息至上位机进行存储和处理。采用LVDS或HOTLink信号格式,将远程CCD采集的图像信号进行串行传输,由 FPGA乒乓操作进行缓存,通过Camera Link接口,将图像数据以串行方式高速传输至图像采集板卡PXI-1428。实验中以150fps的速度连续采集128×130大小的串行LVDS图像或500fps的HOTLink图像,最大传输速率达到320Mbps。实验结果表明,Camera Link是实现高速串行图像传输的便捷途径。     

基于MOS电阻阵的红外热图像生成控制系统

针对目前国内自主研制的MOS电阻阵设计了红外图像生成控制系统;通过OPENGL图像函数库,将理论计算的目标热辐射分布图转换为256级灰度图;设计PCI接口通信卡将图像数据进行光电转换,经光纤远距离传输到MOS电阻阵驱动控制电路,板载DSP读取数据并控制CPLD芯片产生逻辑控制信号,控制高速串行DA产生图像驱动信号,实现了MOS电阻阵列红外热图像输出;某型红外成像导引头采集的图像表明该系统生成的红外图像满足导引头试验的要求.     

注入式红外成像仿真系统设计

根据红外成像系统的仿真试验需求,设计并实现了一套128像素×128像素的注入式红外成像仿真系统。详细介绍了注入式红外成像仿真系统的设计方案,论述了硬件系统的关键技术和实现方法,介绍了软件实现方案和系统调试方法。试验测试结果表明,模拟图像的帧频达到100 Hz,单元像素的灰度分辨率为16-bit,精度达14-bit。经实际使用表明此系统满足设计指标要求。     

基于PCI总线的红外探测器图像数据采集系统设计与实现

红外成像探测系统在调测过程中,通常需要完成探测系统输出图像和辅助信息的采集、保存和分析;根据红外成像探测系统输出信息的特点,文章介绍了基于PCI总线技术的红外探测器图像数据采集系统的软硬件设计方法和实现方案,解决了多种分辨率红外图像的实时数据采集、显示和储存问题;系统通过接受320*256以及640*512分辨率的图像进行测试;经过测试表明:通过使用DMA方式,PCI总线读取速率达到了49.0MByte/s,可以准确无误地对多种分辨率红外图像和辅助信息进行高速实时采集,满足测试系统的使用需求,为红外成像探测系统的调测提供了坚实的基础。     

红外图像高速实时存储系统设计

针对红外图像具有分辨率低、帧频高的特点,以及目标特性分析和图像处理算法验证需要完整、无损记录图像数据的要求,提出了一种高速数字图像传输记录系统方案;方案采用HOTLinkⅡ＋FPGA＋PCI的体系结构,数据通过同轴线从红外图像设备传输到图像记录设备的CYP15G0101芯片,实现了远距离的点到点可靠传输和解码;FPGA和PCI接口芯片对图像数据进行接收和缓冲,工控机软件通过调用PCI SDK提供的API函数实现对PCI接口芯片的初始化、控制和数据传输等操作,从而将图像数据按照预定的格式连续地写入物理上连续的硬盘存储空间,最终实现数据记录、回放和分析等功能;该方案已经成功应用于某型红外图像记录设备并经过长时间测试,记录时间、漏记率等指标和回放等功能均满足研制要求。     

红外图像传感器成像动态模拟系统设计

红外图像传感器成像过程依赖实时探测,针对探测过程成本较高、条件苛刻等问题,提出了一种红外图像传感器成像动态模拟系统。以天空背景为研究对象,系统在数字信号处理器（ DSP）上运行红外云图产生算法,可动态模拟红外图像传感器探测的图像并上传到电脑。实验与仿真结果表明：系统可以76 fps的帧频模拟分辨率为512×512×16 bit的云红外图像,图像质量良好,红外图像传感器成像模拟效果显著。     

基于FPGA的小型化线列红外探测器数据采集系统设计

介绍了一种线列红外探测器数据采集系统的设计。该系统以FPGA作为逻辑控制核心,采用高度集成的4路差分放大器和8路串行LVDS输出的高精度模数转换器进行模拟信号处理,具备差分输入的FPGA控制器完成采集数据的实时串并转换和抽取拼接,具有小型化和高性能的特点。测试结果表明,该采集系统工作稳定可靠,信噪比达到68.5 dB,可以满足大部分红外成像系统的性能和体积要求。     

红外扫描成像预处理系统的SOC设计

根据红外导引头成像预处理系统实时处理要求高的特点，提出基于单片系统（SOC）的设计方法，并详细描述了该成像预处理系统的硬件设计原理及基于SOC的实时处理软件设计原理．系统的预处理集成了红外探测器驱动电路，红外图像非均匀校正，以及红外图像预处理等多种实时图像处理功能，提高了成像系统集成度．实验验证了该系统的可重构性和实时处理优点．     

基于DMD的动态红外成像仿真系统设计及实现

红外场景仿真器是红外制导武器半实物仿真系统中的核心设备.该文章以某型号反坦克导弹导引头半实物仿真试验为应用对象,以微反射镜阵列(DMD)为基础,采用Vega Prime软件及其红外模块为开发工具,开发完成基于DMD的动态红外成像仿真系统;对成像制导仿真系统结构、红外场景产生器、红外图像生成软件系统分别进行了研究和设计,并对设计的红外场景产生器关键指标进行了侧试评估;设计的仿真器系统已经成功应用于某型红外成像导引头半实物仿真测试系统,模拟的场景真实、逼真度高、红外效果好,取得了理想的应用效果.     

基于CVI的红外探测器元件评估系统

设计了一种红外探测器元件性能评估系统,包括黑体,斩波器,单片机控制电路,信号调理电路,高精度数据采集卡,CVI虚拟仪器软件,能够测试红外探测器在特定频率红外照射下的灵敏度和无红外照射下的噪声幅度.噪声的测试采用一次样本采集,快速傅立叶变换分析,得出各个频率的噪声幅度.该系统自动读取计算机系统配置,完成参数初始化,具有操作简单方便、界面友好、测试效率高、可扩展性强、成本低和可靠性高的优点.经过实际测试实验,该系统可方便有效地测试红外探测器性能,实验结果的精度和速度均高于常规方法.     

基于Camera Link的红外焦平面探测器的图像采集

红外焦平面探测器的不断发展,使得红外成像测温在诸多领域有广泛应用.红外图像采集存在数据量大、采样频率高等问题,针对FLIR公司的TAU336红外焦平面探测器,设计了基于Camera Link标准的高速红外图像采集系统.系统采用FPGA作为主控单元,详细讨论了FPGA逻辑控制系统设计中Camera Link接口技术、图像数据的高速缓存与显示技术等关键技术问题.实验结果证明,该系统结构简单、编程灵活,能够实现对被测物体进行长期观测的红外图像数据的采集.     

基于CPLD的CCD相机图像信号模拟器的设计

本文讲述了对某CCD相机的图像数据输出接口和图像数据源的模拟过程。主要在CPLD器件上实现,通过应用基于Channellink技术(LVDS串行/解串技术)的Camlink标准接口传输方案,最终以LVDS方式输出信号,可以用来检测图像采集卡的工作状态。     

基于工业以太网的非分光红外气体分析器设计

为解决传统红外气体分析器稳定性差、测量精度低等问题,研制了一种基于非分光红外吸收原理的新型气体分析器。重点介绍了该气体分析器的电调制红外光源、热释电红外检测器、光/气路结构、信号调理电路及其嵌入式实时监控系统的设计。利用以太网控制器CP2200设计了工业以太网接口,通过以太网接口能够快速准确地发送测量和报警信息。实验结果表明:该红外气体分析器响应快速,测量精度高,稳定性好,具有很高的实用价值。     

红外成像导引头抗干扰性能评估仿真研究

针对日益复杂的战场对抗环境,导引头抗干扰能力已成为非常重要的指标,红外成像制导武器因具有高命中率、高效费比及强抗干扰能力而广泛应用。随着红外成像导引头识别跟踪算法的蓬勃发展,红外成像导引头的抗干扰能力已经不能简单以武器打击精度为单一的评估手段,文中提出了一种基于目标识别、图像特征、跟踪精度的红外成像导引头抗干扰能力评估体系,通过构建仿真对抗场景,对红外成像导引头抗干扰性能进行仿真,仿真结果验证了该方法的合理性和有效性。     

实时高速LVDS串行数据采集系统的设计

主要讨论了LVDS的信号特点,并重点讨论了图像信号时序的分析和转换以及模拟摄像机与PXI 1422的时序,提出了在考虑导引头图像数据凝视发送方式和线扫交替发送方式两个模式下的信号转换方法,并比较了FIFO操作和乒乓操作两种高速信号传输处理的特点,以及它们对系统采集时序的影响;经实验测试,采用乒乓操作方法对线扫发送的图像信号进行处理,大大简化上位机图像采集的软件设计;通过大量的实验表明,此方法对于实现图像信号的实时显示与存储是完全可行的。     

被动FTIR遥感技术的微弱信号调理电路设计

微弱信号调理电路设计的好坏直接影响到被动傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)的探测精度。基于HgCdTe光电导型红外探测器接受干涉光后输出的微弱电信号来设计前置检测电路和放大电路,该电路具有高增益、高信噪比、相位补偿功能,有效降低了噪声和温漂以及大的动态输入范围等特性。红外探测器将干涉红外光转换为10-8mA数量级的微弱电信号,在此输入条件下对信号调理电路进行实测,试验结果表明,该电路测量精度高,具有较好的稳定性,且结构简单易实现,可以在光谱仪应用中验证其正确性和可行性。     

基于岭回归的四带图像偏色校正算法

对于在可见光范围拍摄的图像中混入近红外光引起的图像偏色问题,传统监控系统采用机械切换的红外截止滤镜来实现日夜拍摄模式的切换,但这容易产生机械故障,影响成像.本文在不改变原来CCD或CMOS传感器的基础上,采用可见光加850 nm双峰滤镜替代传统机械切换滤镜,但仍存在850 nm红外串扰问题.为解决红外干扰,本文抛弃传统的红外干扰图像偏色校正分析方法,从传感器受近红外光的影响分析入手,通过岭回归的彩色定标方法对相机自身的光谱特性进行校正.这个过程即拟合了摄像头拍摄三带图像时启用红外截止滤镜的状态.首先在实验室黑暗环境中,使用D65标准光源箱,并用850 nm的近红外光源直射已经移除红外截止滤镜的摄像头,在棚中拍摄潘通色卡的四带图像（RGB三带与IR近红外带）;随后关闭近红外光源,同机位拍摄潘通色卡的三带图像.根据岭回归算法进行彩色定标,获取三带图像与四带图像之间的校正矩阵,用于四带图像色彩校正,获得色彩自然的图像.