基于DMD的高帧频红外场景仿真系统设计

红外动态场景仿真技术在红外成像、跟踪和制导武器等系统的性能评估中起着重要的作用,基于数字微镜器件(Digital Micromirror Device, DMD)的红外场景产生方案是红外场景仿真技术中最具研究价值的一种方案。介绍了DMD的灰度调制原理和工作方式,在此技术基础上设计了基于TI公司的0.7XGA开发平台的DMD驱动程序。通过放大原图像,提高了仿真红外图像的对比度。最后根据探测器输出的积分时间信号和帧同步信号,提出了一种提高DMD投影频率的方案。该方案投影出的灰度图像的对比度有所提高,红外成像仪可以采集到清晰的灰度图像,且每一帧灰度图像的显示时间缩短至1.12 ms,相比于常规方式的7.87 ms有了很大的提高。     

数字微镜器件动态红外景象投影技术

动态红外景象投影技术是硬件闭环仿真(HWIL)和成像系统测试及评估的关键技术,随着数字微镜器件的研制成功,应用动态红外景象技术已备受关注。描述了动态红外景象投影技术在仿真和红外成像系统测试中的应用,具体介绍了数字微镜器件的工作原理,讨论了动态红外景象投影系统的关键技术和国内外研究现状。     

基于DMD的静态场景仿真成像特性分析

由于数字微镜器件特殊的成像特点,使得场景仿真系统在工作过程中需要解决帧频匹配问题,否则会出现图像混淆现象。分析了DMD芯片实现脉宽调制的特点以及帧频匹配对仿真场景成像系统的影响。通过在仿真系统不同显示时间和探测器不同积分时间情况下进行实验,得出了仿真系统进行静态场景仿真时帧频匹配需要满足的条件,即当满足探测器积分时间达到仿真系统显示时间的整数倍时,就可以避免图像混淆现象发生,而不需要外接同步触发信号。这种方法可以降低工程实现难度,对红外场景仿真系统的推广应用具有重要意义。     

数字微镜器件DMD

１ 前言美国德州仪器公司（ＴＩ）对ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）的开发,始于２２年前,当时ＴＩ在原始的可变型薄膜显示阵列（Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）基础上发明了数字微镜器件ＤＭＤ。自那时起,ＴＩ一直在对ＤＭＤ进行深入研究。现在,ＤＭＤ芯片和数字光线处理ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）技术已经得到广泛的应用。中国电视界对ＤＬＰ技术还比较陌生,下面对ＤＭＤ的发展过程作一点介绍。ＤＭＤ的中文意义是数字微镜器件。值得指出的…     

一种红外数字场景生成技术

在基于数字微镜器件(Digital Micromirror Device, DMD)的红外景象仿真系统中,需要 提供红外场景数字信号作为用于调制和控制DMD的输入源。为满足此项需求,提出了 一种通用的红外数字场景生成方法。首先介绍了利用计算机生成基于Vega的红外 模拟场景的流程,然后详细论述了开发红外场景驱动控制程序与格式转换程序的 设计过程。该方法不仅可以将Vega红外场景转换为静态BMP格式图像和动态AVI格式视频等 数字信号,而且还可以提高红外仿真场景应用的重用性和可移植 性,因此具有很大的工程实用价值。     

DMD衍射特性及其在红外场景仿真中的应用

为了提高基于数字微镜器件(DMD)的红外场景仿真系统输出图像对比度,分析了DMD的结构及工作原理,利用其类似闪耀光栅的结构特点,建立仿真模型.利用傅里叶光学分析其衍射特性,并用MATLAB进行仿真.当单色平行光入射,通过改变输入光波波长,分析衍射光强分布变化,得出入射光波波长与微镜片越相近,衍射效果越显著;通过改变入射角,分析衍射光强变化,得出在一定范围内改变入射角,衍射光强发生偏移,对输出图像影响发生变化.在红外场景仿真系统中,可以通过改变光源入射角提高输出图像的的对比度.     

一种基于DRAM的新型数字微镜器件设计

为了满足数字光处理系统(DLP)对其核心器件数字微镜器件(DMD)的高性能要求,文中提出了一种基于0.13μm CMOS工艺,采用DRAM存储的新型数字微镜器件。通过对DMD芯片结构、工作原理的分析提出一种新型数字微镜单元电路设计,对电路进行仿真验证并设计电路版图。经测试,该设计基本满足数字微镜器件开关时间、芯片良率、寿命等要求。     

数字微镜器件及其应用

数字微镜器件是一种新型的全数字化的平板显示器件，以其为主要组件的大屏幕投影显示技术获得了良好的市场反映。本文将具体介绍数字微镜器件的工作原理、像素结构、制作工艺及图像显示原理等。     

基于数字微镜器件的朗契检验

将传统的朗契检验原理、数字微镜器件和同位相探测方法结合起来,快速、较高精度地检测球面非球面透镜或大量值波像差.用数字微镜器件作为记录介质,代替普通的照相胶片,实时记录计算全息图.实验时先通过编制的程序,在计算机的控制下,在小数字微镜器件上显示一个光栅图像.然后将此小数字微镜器件放入朗契检验装置中.通过程序让光栅像移动与转动,并相应拍摄一系列朗契图像.最后进行分析计算.它的优点是代替普通的光学光栅和步进电机,并在测试中不要实际地移动与转动光栅.这样去除了因电机移动和光栅转动引起的测量误差,节省了时间.分析了数字微镜器件在光电测试中的应用特性.用同位相探测方法对球面进行了测量与计算,并进行了此球面的波面复原,给出了波像差的二维、三维图.     

反射型LCOS器件用于红外场景仿真研究

提出采用反射型LCOS(Reflective Liquid Crystal on Silicon-RLCOS)器件实现动态红外场景仿真,阐述了RLCOS器件的结构及信号写入原理.利用液晶指向矢分布计算模型和光在液晶中传播规律计算模型,分析了液晶光阀的电光特性,结果表明,如果选取一组适当的光阀参数,可使光阀在中波和长波红外波段均有较好的调制特性,输出红外辐射功率与像素电压有较近似的线性关系,可以达到较好的仿真效果.     

基于 DMD 中波红外场景仿真系统光源温度的研究

在对基于 DMD 红外场景仿真系统的研究中,为了提高仿真系统的性能,对黑体光源温度的确定进行了研究。首先,给出了黑体辐射的理论基础;其次,阐述了基于 DMD 的中波红外场景仿真系统的能量传递模型,然后分析了影响系统能量传递效率的两个因素,一是 DMD 能量传递效率,二是投影系统的透过系数;最后,给出了计算黑体温度范围的参数公式,通过 MATLAB 运算可以解出温度范围。     

DMD高帧频景像仿真系统驱动技术研究

基于数字微镜器件(DMD)构建的高帧频景像仿真系统,可以实现可见光和红外波段高帧频探测系统的功能和性能测试,其驱动技术是整个仿真系统的核心.以FPGA为核心,结合DMD的硬件特性和改进的PWM调制方法,完成DMD控制系统驱动设计,实现PCIe高速数据传输、DDR3数据存取以及DMD高帧频灰度图像显示,同时,利用WinDriver完成上位机PCIe驱动设计.通过实验验证,该驱动技术能够实现仿真系统以1 000 Hz高帧频显示8 bit灰度图像,满足高帧频探测系统测试需求,并可广泛应用于可见光和红外波段高帧频景像仿真系统的构建.     

动态红外场景准直投射光学系统的设计

描述了动态红外场景模拟系统的光学原理,概述了一种准直投射光学系统的设计过 程,此投射光学系统工作波段在8 ～12μm,焦距为112. 97mm,相对孔径为1 ∶1. 5,视场角为20°,入瞳距为30mm,工作距离为120mm左右。最后给出的像差曲线及传递函数曲线,表明光学系统的像质满足使用要求。     

DMD红外场景产生器非均匀性校正方法研究

非均匀性是影响数字微镜器件(Digital Micro-mirror Device,DMD)红外场景产生器投射红外场景质量的主要因素之一,DMD红外场景产生器必须经过非均匀性校正才能满足复杂环境下红外成像设备内场仿真试验的应用要求.给出了DMD红外场景产生器的非均匀性校正流程;提出了一种更适合于现有测试条件的变尺度稀疏...     

基于DMD的红外场景仿真系统光学引擎设计

针对DMD(Digital Micromirror Device)器件是针对可见光波段设计,直接用于红外波段会遇到问题,提出了一种远心投影光学引擎架构,包括投影光学系统和照明光学系统.该光学引擎采用柯勒远心照明架构,并引入一片场镜来分离投影和照明光束.这种光学引擎结构紧凑、照明均匀、光能利用率高.     

基于DMD的动态红外场景仿真技术研究

相对于现有红外场景仿真技术而言,基于数字微镜器件(DMD)的动态红外场景仿真技术具有高图像分辨率、高光学效率、高亮度等优点,已逐渐成为红外目标成像仿真技术发展的主要方向.结合国内外研究现状,详细阐述了基于DMD的红外场景仿真技术原理及其工作过程,探讨了灰度调制和转换效率计算问题,最后对几个关键技术问题进行了归纳.     

红外警戒系统视景仿真

论述了红外警戒系统视景仿真研究的主要内容,给出了仿真软件流程。探讨了满足红外警戒系统全方位、多目标视景生成的实时性方法。     

基于增强现实的动态红外场景仿真系统设计研究

传统的仿真技术会受算法的复杂度、运算能力及接口等的限制。针对这一问题,设计了一种基于增强现实的思想在真实图像上进行实时动态红外场景仿真的系统。首先使用3DS MAX生成虚拟目标模型,再对虚拟目标模型进行几何一致性变换和红外辐射一致性变换,使用SURF-ORB特征匹配对探测器的运动姿态进行跟踪,最终通过光栅渲染使虚拟目标与真实场景进行虚实融合,完成基于增强现实的动态红外场景仿真系统的设计。实验结果显示,该系统能够实现高帧频、高真实性的红外仿真图像,具有较强的可扩展性。