红外焦平面器件微扫描技术的发展

红外焦平面器件的像元由光敏区和非光敏区（亦称为死区）构成。死区对应的场景成为探测盲区,落在死区上的场景光子属于无效光子,对信号没有贡献。利用微扫描动作将死区光子转移到光敏区,可以提高红外成像系统的空间分辨率。基于有关基本概念,介绍了红外成像系统中微扫描技术的原理、实现方法和发展趋势。     

红外焦平面阵列微扫描成像方案比较

文章介绍了微扫描技术及其给红外焦平面阵列成像带来的好处,分析了各种微扫描红 外焦平面阵列成像方案的特点,比较了各种微扫描成像方案的优势及不足,指出了红外焦平面阵列微扫描成像工程化的可行方案和研究方向。     

红外焦平面阵列微扫描成像插值重建研究

红外焦平面阵列微扫描成像对空间分辨率的提高受到混淆效应的严重影响.通过对微扫描成像和重建过程的分析,建立了红外焦平面阵列二维微扫描成像插值重建的理论模型.对模型的分析求解,得到一组适当配置的插值函数,用这组函数来对红外焦平面阵列二维微扫描图像进行插值,重建的二维微扫描图像,可以消除因红外焦平面阵列欠采样产生的混淆效应.采用虚拟仪器技术和图形化软件编程对2×2微扫描插值重建进行了仿真,验证了在不改变红外焦平面阵列的像素分辨率情况下可提高红外成像的空间分辨率.     

自适应虚拟电子微扫描红外焦平面像素倍增技术

在分析微位移法评价空间抽样效应理论的基础上,分析为改善红外焦平面器件系统空间分辨率不够高所采取系列措施的优缺点,并提出了一种能有效实现焦平面像素倍增的自适应虚拟电子微扫描技术,该方法能在像素倍增的同时有效地实现大边缘的增强,防止边缘模糊与锯齿效应,实验证明该方法效果良好。     

像素有效形状对微扫描红外超分辨成像的影响

超分辨成像是基于过采样来降低频率混叠、提高图像分辨率的技术,而像素有效形状是超分辨相关研究的重要对象。基于实际的红外焦平面阵型提出了Z形有效形状模型,并分析了常用的方形模型和Z形模型分别得到调制传递函数(MTF)的差别。还提出了形状边界到中心点的差值越小,其得到的MTF 越大的假设,通过对不同形状模型的MTF 推导分析和数值模拟,其结果证实了这一假设。数值模拟结果还表明圆形模型具有最大的MTF 值。上述结论对未来的红外焦平面阵型设计与生产具有参考意义。     

红外系统微扫描技术研究

介绍了微扫描技术及其给红外焦平面阵列(FPA)成像带来的好处,分析了微扫描红外焦平面阵列成像方案的特点,比较了各种微扫描成像方案的优势及不足,指出了红外焦平面阵列微扫描成像工程化的可行方案和研究方向。设计了一种采用非制冷氧化钒384pixel×288pixel焦平面探测器的长波红外微扫描光学系统。其工作波长范围为8～14μm,F数为1,焦距为150mm。利用光学设计软件CodeⅤ进行了仿真计算,对其像质进行了评价,并给出了微扫描系统的配置方案。     

红外凝视成像系统中的光学微扫描技术

简要介绍了国内外微扫描技术研究情况,讨论了用于凝视焦平面探测器的微扫描技术原理和分类,按伺服电机驱动和压电陶瓷驱动两种形式,分析了微扫描技术的原理、结构和信号读出方式,最后总结了微扫描技术的优点.     

场景自适应的红外焦平面成像系统灰度超分辨技术

针对目前红外焦平面成像系统在观察目标、特别是弱小目标时,灰度分辨率不足的问题,提出了一种基于场景特性自适应的成像灰度超分辨技术。详细介绍了通过自适应调节红外焦平面成像系统中信号采样范围来进行成像灰度超分辨的方法,包括3个方面的内容:从图像中提取场景有效灰度范围,获取超分辨调整依据;结合基于LMS的自适应滤波算法,对调节依据进行滤波预测后给出调节值;利用调节值分解设置超分辨电路参数,完成针对观察目标的灰度超分辨。最后,对整体方案进行了实验验证。通过在红外焦平面系统中实验证明了场景自适应的成像灰度超分辨方法的可行性,并获得了很好的效果,灰度分辨率有很大提高,经过红外焦平面成像系统综合测试仪测试比较MRTD 值可以提高一倍以上。     

128×1元GaAs／AlGaAs多量子阱扫描红外焦平面的红外成像

研制成功了１２８×１元ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱扫描型红外焦平面（ＦＰＡｓ），器件的响应率达到ＲＰ＝２．０２×１０＾６Ｖ／Ｗ，截止波长为λ＝８．６μｍ，根据常规的黑体探测率定义，得到器件的黑体探测率为Ｄｂ＝２．３７×１０＾６ｃｍ．Ｈｚ／Ｗ，并最终获得了清晰的曙物体残留热像图。     

红外焦平面空间积分抽样噪声分析

在凝视型红外焦平面热成像系统的成像过程中,空间采样频率决定于探测单元的物理尺寸和间距.而被探测场景的空间频率往往要高于红外焦平面阵列探测单元重复频率的一半,这种情况称之为欠采样,由此产生的折叠混淆噪声严重损坏了图像质量.在分析凝视型焦平面阵列空间积分抽样理论的基础上,从焦平面阵列结构出发,讨论了探测单元物理尺寸、间距、...     

红外焦平面参数定义和测试方法的讨论

通过对比焦平面与单元探测器结构和工作模式的不同，提出了焦平面的参数量纲、“空间噪声”和“2－D*”等问题的讨论，以及焦平面参数的测试方法，尤其是噪声的测试方法，与单元探测器有很大不同。     

红外探测器响应非均匀性对系统灵敏度的影响

红外焦平面探测器的响应非均匀性将产生空域噪声,影响系统的灵敏度,在一般的红外系统灵敏度噪声等效照度（NEFD）和噪声等效温差（NETD）计算公式中,却不包含非均匀性的影响.通过非均匀性空域噪声的定义和焦平面探测器的空域噪声与时域噪声不相关的基本假设,在给出图像总噪声与探测器空域噪声和时域噪声关系的基础上,推导出了响应非均匀性与系统灵敏度NEFD和NETD的关系式,为红外系统的设计特别是非均匀性校正提供了依据.     

红外焦平面非均匀性校正算法研究与实现

红外焦平面阵列的非均匀性噪声是制约红外成像质量的主要因素.非均匀性校正是红外焦平面器件应用的一个关键技术,虽然现在已经提出多种基于场景的非均匀性校正方法,但是两点校正法因其实时性好,具有实用价值.文中讨论了两点校正法,并分别提出了利用查找表法和用CPLD实现焦平面探测器非均匀性校正的方案.     

一种新的红外焦平面阵列盲元检测算法

受材料、制造工艺等因素的影响,红外焦平面阵列探测器均存在一定数量的盲元.在分析探测单元响应特性的基础上,提出一种双参考辐射源+定义检测算法.实验结果表明,该算法具有盲元误检率低,查找快速等优点.     

InSb红外焦平面探测器现状与进展

红外焦平面探测器技术是一种通过摄取景物热辐射分布图像,并将其转换为人眼可见图像的技术。近年来红外探测器技术发展迅速,在军事、工业、农业、医学等各领域显示出越来越重要的应用。本文对锑化铟红外焦平面探测器的应用及发展情况进行了分析,并对其发展前景进行了展望。     

一种高性能红外焦平面阵列读出电路

提出了一种快闪式红外焦平面阵列读出电路。采用改进的直接注入型单元电路,积分电容大小可选,能适应大范围的光背景条件,并且增加了图像变换(倒置/反转)功能。一款128×128阵列的读出电路已经基于标准0.5μmCMOS工艺实现,整体芯片的面积为8.0mm×8.5mm。实测结果表明,此读出电路具有良好的光电转换能力,同时具有功耗低、输出摆幅大、动态范围大等优点。     

MCT1024红外线列扫描成像系统

介绍了一种MCT 1024红外扫描成像系统.该扫描成像系统采用国产1024元线列MCT(碲镉汞)焦平面列阵,自行研制的三反射透射式光学系统和一维等角度扫描方式,扫描效率超过88%,扫描半周期为5 s,每帧像素为1024×1600,该系统在野外获得了较为理想的红外图像.     

红外焦平面阵列基于黑体的非均匀性校正方法中的限制因素

以基本的红外辐射理论为依据,阐述了红外焦平面阵列非均匀性校正的物理原理,首次综合性地论述了标定类方法所存在的三个基本限制因素,并重点给出了红外焦平面阵列响应漂移的实验结果.     

非制冷微测辐射热计的热平衡分析

非制冷微测辐射热计焦平面阵列技术在国外已取得了令人瞩目的成就,与其它红外探测器相比,微测辐射热计更适于开拓民用市场,目前国内在这方面的研究也已成为热点。文章介绍了微测辐射热计的物理模型及其理论计算方法,利用黑体辐射和传热理论,建立了微测辐射热计的热平衡方程,并利用MATLAB软件获得了数值运算结果。分析表明,热传导、热容、偏置方式等时微测辐射热计性能的影响是设计考虑的关键。     

国外非制冷红外焦平面阵列探测器进展

非制冷红外焦平面阵列探测器是目前发展最为迅速的红外探测器种类之一,并已广泛渗透到军事和民事应用中.本文重点阐述几种国外具有代表性的非制冷红外焦平面探测器的现状及其发展趋势.