红外焦平面探测器快速启动的影响因素分析

随着红外焦平面成像制导的应用越来越广泛,人们对探测器组件的体积、快速启动能力等方面的要求也越来越高。针对这个问题,基于探测器的芯片、杜瓦结构和快速制冷器的设计,对探测器快速启动的影响因素进行了分析,得出了对提高红外焦平面探测器快速启动具有帮助意义的结论。     

基于三维噪声统计特性异常的盲元检测与分类

根据对盲元特性的分析,提出将三维噪声模型中的固定图形噪声与随机时空噪声作为盲元检测的数据源,在像素等级上形成特征向量。建立特征向量的独立二元正态分布统计模型,将盲元看作是游离于正态分布等概率密度椭圆之外的异常点。以特征空间的统计距离与特征空间角作为异常点检测的统计判据,并分类死元、过热像元与闪烁像元。将该算法应用于实际制冷型红外焦平面的盲元检测,试验结果证明了该算法的有效性。     

基于高性能DSP的红外焦平面阵列非均匀性实时校正

基于离散小波变换(DWT)理论,提出了一种基于场景的红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性实时校正算法;针对算法所涉及的运算量和数据量庞大的特点,设计了实时非均匀性校正的红外图像处理系统,系统是以高性能DSP(TMS320C6713)为核心器件,采用DSP不同的传输通道并行传输数据,并充分利用DSP硬件的并行性和流水线操作进行非均匀性校正;以真实的红外图像序列为例,进行了非均匀性校正的仿真实验,结果表明,基于高性能DSP的非均匀性实时校正系统完全可以达到实时校正的要求,所用算法对慢变化量具有较好的自适应性。     

采用虚拟仪器产生热释电IRFPA电路驱动信号方法

采用虚拟仪器技术,构建基于计算机硬件和LabV IEW软件平台的虚拟仪器系统,能对热释电红外焦平面阵列( IRFPA)读出电路工作时序、逻辑关系的驱动控制。该系统控制PCI数据采集卡输出驱动信号。实验结果表明,该方法是可行的,并具有软件可编程能力,突破了传统利用CPLD技术的方法。     

红外焦平面非均匀性两点校正法分析及FPGA实现

在分析了IRFPA有效像元的响应系数与两点法校正系数之间的关系后,指出两点法校正系数的取值范围或动态范围。在此基础上提出了一种在确保一定精度同时又尽量节省资源的前提下,将浮点校正运算近似成定点运算的方法,并分析了定点近似与计算精度之间的关系。依据该方法针对实际IRFPA,设计实现了FPGA硬件校正模块。实验表明该方法是有效的。     

第三代红外搜索和跟踪（IRST）系统

红外搜索和跟踪系统是现代战争中重要的关键系统之一,随着军事的需要以及红外焦平面阵列的迅速发展,已经开始第三代红外搜索和跟踪系统的研究.第三代IRST系统的主要特点是探测和识别距离远,具有360°水平全景覆盖范围,单波段或双波段工作.本文主要介绍正在研制的几种典型的IRST系统,包括法国Thales的"月女神"IRST、法国Sagem的VAMPIR NG IRST、以色列Rafael的海上观察者等系统.未来的IRST系统将是多波段、多功能系统,能够实现全空域探测.文中还介绍了一些新的解决方案,如采用球形传感器和曲面焦平面,改善IRST系统的能力.     

非制冷IRFPA的盲元产生机理及响应特性分析

盲元的数量及分布严重影响了非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)的成像质量,因此需要对盲元的来源和产生机理作一深入研究.文中在盲元定义的基础上,论述了其产生机理,并详细分析了盲元的响应特性,为盲元检测与补偿技术的研究提供了理论基础.     

红外焦平面阵列非均匀性实时校正技术研究

在分析红外焦平面阵列非均匀性噪声产生机理的基础上，提出了一种易于硬件实现的新算法，并给出了其硬件实现。该算法从数字图像处理的角度出发，通过垂直滤波和排序均值滤波，对非均匀性进行校正。利用该算法能实时有效地消除红外图像的非均匀性噪声，增强图像的视觉质量。     

640×512-5μm InGaAs短波红外焦平面读出电路设计

为了适应第三代红外焦平面高密度、微型化发展方向,设计了一款大面阵小像元低功耗640×512-5μm InGaAs短波红外焦平面读出电路。重点研究了3T像素单元简易结构的性能,分析其对芯片暗电流、焦平面噪声的影响,实现了卷帘曝光工作方式、列级缓冲器动态工作以及四通道输出功能。利用可编程增益放大器,实现增益可调以及噪声抑制功能。基于0.18μm 3.3V标准CMOS工艺,在输入时钟频率为5MHz条件下,对小像素单元进行性能分析,阵列窗口进行四通道输出以及线性度仿真。结果表明,电容反馈跨阻放大器(CTIA)输入级偏压变化约30mV,工作帧频为54Hz,输出摆幅为1.7V,最大功耗小于150mW,线性度为99.987%。     

光栅调谐TEA CO_2激光器谐振腔自动调整系统

为高能量高重复频率光栅调谐TEA CO2激光器设计了一种谐振腔自动调整系统,实现了计算机自动控制下的光斑采集、光斑图像分析和光栅位置调整.介绍了系统构建与开发该系统软件中的关键技术.通过对脉冲光斑图像采集机理的研究,给出了一种由计算机在图像采集过程中同步触发激光器的方法,从而只采集一场数据即能稳定地捕获到完整、清晰的单脉冲CO2激光光斑图像,采集时间小于100ms.