红外焦平面阵列实时成像软件设计

红外焦平面阵列是将探测到的热辐射信号转换为电信号,最终形成热像的一种红外传感器件,它是红外凝视成像的核心器件。本文通过LabVIEW软件编程实现对256×256 InSb红外焦平面阵列信号的实时成像显示,并对其红外图像特性进行简要分析。结果显示该系统能准确的采集红外图像信号,并可以进行实时成像处理。     

一种用FPGA实现的IRFPA数据采集电路设计

介绍了非致冷红外焦平面阵列数据采集电路的关键技术,实现了基于FPGA的非致冷红外焦平面的时序驱动.在用AD9240将焦平面(FPA)输出的模拟信号转换成数字信号后进行了信号采样,并实现了FPA偏置电压的调节.最后,利用PCI Express总线实时采集了红外图像.结果表明,本采集电路具有损耗低、性能稳定、采集速度快等特点.     

红外摄像机系统

本发明提供一种红外摄像机系统,该红外摄像机系统所用的敏感器件是一个具有许多个探测元件的红外焦平面列阵。工作时,光学系统将目标聚焦在红外焦平面列阵上,该红外焦平面列阵产生输出信号,然后与该红外焦平面列阵相连的信号处理系统再对该输出信号进行处理。该摄像机外壳还连接了一个吸收/发射屏蔽装置,摄像机的光学聚焦系统就固定在该屏蔽装置上。     

基于环境温度的红外焦平面阵列非均匀性校正

分析了环境变化对红外焦平面阵列信号输出的影响,提出了一种基于环境温度和目标温度的非均匀性校正算法.利用UL01011凝视型红外探测器进行信号采集,根据最小二乘原理建立了焦平面探测单元的指数响应模型.最后,利用该模型进行非均匀性校正.实验表明,算法能在较宽的环境温度范围,准确预测焦平面探测单元的响应,有效提高了非均匀性校正的精度.     

红外焦平面阵列性能参数测试平台

分析了红外焦平面阵列器件性能参数测试平台的要求,建立了包括红外源及 IRFPA 模块、控制模块和信号放大、采集、处理模块在内的测试系统,可用来进行响应率、探测率、噪声等效功率、噪声等效温差等红外焦平面阵列性能参数的测试。用此参数测试平台来测试 160×120 红外焦平面阵列,经软件分析处理测试数据,证明该测试平台是准确有效的。最后对红外焦平面阵列性能参数测试平台的进一步优化提出了要求。     

非制冷红外焦平面非均匀性测试技术研究

非制冷焦平面的非均匀性和噪声是限制非制冷红外热成像系统性能的主要因素.研制了非制冷红外焦平面的非均匀性测试系统,系统由黑体、红外光学系统、焦平面驱动电路、热电温控电路、信号处理系统、计算机和测试软件等构成,利用该系统可以将微测辐射热计非制冷红外焦平面各像元的输出信号数字化后传输给计算机,实现对焦平面的非均匀性测试和盲元统计,并给出了实验结果.     

非制冷红外焦平面读出电路的设计与测试分析

本文设计出了具有电容反馈互导放大器(CTIA)及相关双采样(CDS)结构的非制冷红外焦平面的读出电路,搭建了包括红外信号源和IRFPA模块、控制模块、ROIC 驱动模块和信号放大采集处理模块在内的红外焦平面阵列参数测试系统,并用此测试系统对本实验室自行研制的小规模红外焦平面阵列进行了读出电路测试、数据处理和分析,测试结果与理论标称值吻合。     

基于高速DSP的红外热成像信号采集和处理系统

红外焦平面阵列(IRFPA)被广泛用于各个领域中。由于红外视频信号针对不同领域的不同需求,后续处理算法复杂,需有效地提高其实时性能。因此文中以TMS320DM642高速DSP处理器为主要元件,构建了红外图像信号采集和处理系统。分析了红外视频信号采集工作原理,研究了提高信号处理速度的方法。实验结果表明,图像采集和处理系统运行稳定可靠,在该系统上实现的图像放大算法满足了实时性要求,为信号的后续精细化处理奠定了基础。     

基于CPLD的红外焦平面阵列驱动电路设计与实现

给出了一种384×288非致冷红外焦平面阵列(UFPA)驱动电路的设计方法.在分析红外焦平面阵列工作原理的基础上,设计了红外焦平面阵列的驱动电压和时序电路,并对驱动时序信号进行了仿真和验证.实验结果表明,该驱动电路能够正确驱动出红外视频信号,可以满足实际红外热成像系统的工作需求.     

基于LabVIEW的非制冷红外焦平面阵列测试系统的设计

主要论述了非制冷红外焦平面阵列测试系统的重要性,分析了性能参数测试平台的要求,基于虚拟仪器建立了包括驱动模块、采集模块以及处理模块在内的测试系统,并用此测试系统对非制冷红外焦平面阵列进行了测试,并完成了数据的分析与处理,测试结果与理论值相吻合,证明了该系统的实用性和有效性.     

模拟红外焦平面探测器读出时序的系统设计

高精度红外焦平面探测器的昂贵价格在一定程度上限制了红外导引系统的开发与应用,然而低成本的焦平面探测器读出时序的模拟系统为红外导引系统的开发带来了新的契机.文中提出了一种适合于工程应用的焦平面探测器读出时序的模拟系统的结构与方案,并给出了仿真分析和实验数据.应用表明,该系统提高了红外导引系统的开发速度和可靠性,降低了研制成本.     

Design of Diode Type Un-Cooled Infrared Focal Plane Array Readout Circuit

The diode infrared focal plane array uses the silicon diodes as a sensitive device for infrared signal measurement. By the infrared radiation, the infrared focal plane can produces small voltage signals. For the traditional readout circuit structures are designed to process current signals, they cannot be applied to it. In this paper,a new readout circuit for the diode un-cooled infrared focal plane array is developed. The principle of detector array signal readout and small signal amplification is given in detail. The readout circuit is designed and simulated by using the Central Semiconductor Manufacturing Corporation (CSMC) 0.5 μm complementary metal-oxide-semiconductor transistor (CMOS) technology library. Cadence Spectre simulation results show that the scheme can be applied to the CMOS readout integrated circuit (ROIC) with a larger array, such as 320×240 size array.     

基于微扫描的红外超分辨率成像系统的设计

为了满足高分辨率红外成像的应用需求,设计了一种基于微扫描的红外超分辨率成像系统.该系统利用压电陶瓷驱动红外焦平面阵列实现微扫描,利用CPLD产生压电陶瓷和红外信号的驱动时序,利用高性能DSP进行实时图像数据的处理,并将处理后的图像送到LCD进行显示.实验结果表明,该微扫描成像系统能够实现2×2微扫描方式的超分辨率成像,有效地突破了红外焦平面阵列单元个数对现有成像系统的分辨率的限制.     

焦平面探测器红外成像系统探测作用距离估算

建立了焦平面探测器红外成像系统对红外目标的探测作用距离估算模型.该模型综合考虑了系统观测环境条件、目标红外辐射特性和焦平面探测器红外成像系统对探测作用距离的影响,能够有效估计系统对特定飞行目标的探测作用距离。依据该模型可科学地对红外成像系统的各关键技术参数进行论证计算,从而加强系统的顶层设计,为工程实践奠定理论基础,指导相关成像系统的研制过程。因此该模型具有十分重要的工程应用价值。     

固体浸没式红外超表面透镜设计

红外焦平面阵列在各类红外成像系统中发挥着巨大的作用。为提升红外焦平面的工作温度、量子效率和灵敏度,通常使用微透镜阵列作为红外焦平面的聚光器。当前微透镜阵列的制作材料通常与红外探测器材料不同,因此在集成装配时需要额外的工艺手段,工艺难度较大且效率较低。利用微纳光学超表面技术体系,可以在红外探测器衬底材料上直接制作平面式的固体浸没型微透镜阵列,实现前置微透镜与红外焦平面的单片集成。文中以红外探测领域最有潜力的锑化物Ⅱ类超晶格红外探测器为应用目标,设计了一种基于GaSb衬底的固体浸没式红外超表面透镜。设计的超表面透镜在中波红外波段工作,能适用于所有入射偏振。器件设计焦距为100 μm,理论上在目标波长下的最高聚焦效率达到70.7%,数值孔径(NA)达到1.15。该设计可以推动微透镜阵列向扁平、超薄、轻量的方向发展,简化微透镜阵列与红外焦平面阵列的集成工艺,有望提升红外焦平面的探测效率,并降低制造成本。     

红外焦平面阵列响应度非均匀性的校正算法

本文分析了红外焦平面阵列探测器的响应度非均匀性对成像系统灵敏度的影响和单个探测单元的积分时间响应非线性对成像质量的影响。提出了一种基于场景的运动扫描平均值校正与积分时间校正相结合的红外焦平面阵列响应度非均匀性的校正算法。从而使得系统不仅能够得到均匀性良好的响应度,而且还能使响应度不会受到积分时间改变的影响,进一步扩展了红外焦平面探测器的实际应用范围。     

红外导引技术的发展与新趋势

本文介绍红外导引技术的发展：小视场扫场扫描加微机信息处理当代抗干扰红外点源导技术的发展主要趋势。     

红外焦平面条带状非均匀性校正硬件实现方法

红外焦平面阵列条带状非均匀性严重影响了其成像质量,大大限制了它的应用。实现了一种基于FPGA的红外焦平面阵列条带状非均匀性实时校正系统,该系统以中值红外均衡算法为核心,针对算法以及FPGA的特性进行了优化,单帧内可进行条带状非均匀性的校正,硬件仿真结果表明:处理效果显著。系统处理速度快、资源占用量小,可以作为一个独立模块嵌入到红外焦平面成像与处理系统中,实现条带状非均匀性的实时校正,有很高的实用性与可扩展性。     

红外热成像系统的采集与驱动电路设计

高精度采集电路是构成高精度红外热像仪的重要组成部分.在简单介绍红外热成像系统基本原理的基础上,给出了用法国ULIS公司的384×288元非致冷红外焦平面阵列探测器设计的红外成像系统的硬件构成.该系统采用CPLD复杂可编程逻辑器件作为采集与驱动时序电路的核心控制芯片,以VSP2566作为采集芯片,把探测器输出的模拟信号转...     

折反式远红外光学系统设计

针对红外搜索与跟踪系统在现代战争中体现出的优势和重要性,提出了一种折反式红外光学系统设计方法.在折反系统中,用同一种红外材料实现了像差特别是二级光谱的校正.该设计结果满足设定要求,可用于机载红外搜索与跟踪系统,并适用于像元尺寸为25μm的非致冷焦平面阵列探测器.