基于ADSP2106X SHARC(R)数字信号处理器的红外成像电路设计

介绍了一个红外成像电路。该电路设计以Analog Devices的ADSP2106XSHARC~(R)数字信号处理器为核心,借助其高达40MIPS指令速度和120MFLOPS运算速度,使用软件实时地完成了红外成像电路的大部分数字处理功能,诸如:自动增益控制,图像背景自动调整,系统非均匀性校正系数的自动获取,逐个像素的系统非均匀性校正,红外图像预处理等等。同时,ADSP2106X SHARC~(R)数字信号处理器内置多达4Mbit的静态存储器(SRAM)完全满足了系统需求,省却了外部的存储器,大大缩小了电路的体积。     

红外超光谱成像仪电路的设计与仿真

提出了一种基于HgCdTe短波红外焦平面阵列的红外成像电路设计方案.该系统的逻辑电路以FPGA芯片为核心,采用VHDL硬件描述语言自顶向下设计了时序逻辑,采用多点校正算法对输出的图像进行了非均匀性校正.最后与采用一般两点法校正的图像进行了对比,设计结果达到了预期目的.     

基于DSP实时红外图像的非均匀性校正

根据实时图像处理的基本要求,对红外图像的非均匀性校正进行了深入的研究,分析了两点校正的原理,介绍了实现的方法,并结合DSP硬件具有强大的运算能力及灵活的可编程性的特点,设计了红外图像的非均匀性实时校正系统的构成,描述了校正方法的实现过程用像元数为120×160的红外焦平面阵列进行了图像非均匀性实时校正实验,并对校正前后的图像进行了对比,实验结果达到了预期目的.     

电阻阵红外景象投影仪非均匀性校正方法学

电阻阵红外景象投影仪是红外成像制导系统和前视红外系统等红外探测系统性能测试、评估和系统动态仿真的重要装置。但是其严重的辐射非均匀性限制了它的应用范围。因此,必须要进行校正。本文对非均匀性校正的方法学进行研究,综述几种有效的校正方法及其实施过程。     

基于时域统计的非均匀校正算法

提出从输入辐射和输出响应的概率密度函数角度分析红外焦平面阵列非均匀性问题,并以此建立基于时域统计特性的自适应非均匀校正算法。增益和偏移系数的漂移被看作是离散的缓慢变化的非平稳随机过程。反映输出响应概率密度函数特性的时域直方图被用来计算探测元的增益和偏移系数;自回归模型被用来对未来的增益和偏移系数进行预测。与直接存储图像数据相比,采用时域直方图存储图像的统计信息可以节约大量的存储空间,而且获得时域直方图的方法也非常简单。把算法设计成流水线结构,便可以实现实时的自动漂移补偿的红外热成像系统。真实的红外实验数据说明该算法有显著的非均匀校正效果。     

一种新型红外焦平面阵列非均匀校正算法

针对现有红外热像产品多采用一点+两点的校正方式,存在增加结构复杂度和整机功耗的问题,开发研究一种新型的红外焦平面阵列非均匀性的校正方法.介绍非均匀性的3种定义,给出非均匀校正的常用方法,在以ULIS0304为试验件的基础上详细论述红外焦平面阵列非均匀性的校正方法,并比较各温度校正前后直方图.结果表明:校正后图像矩阵的非均匀性基本为0,算法有效.     

制冷焦平面高动态范围热成像非均匀校正系数与积分时间的关系

变积分时间是实现高动态范围（HDR）热成像的最有效手段,但积分时间的变化会使得系统的残留非均匀性噪声也发生变化。从红外系统响应模型出发,推导了两点非均匀校正（NUC）法的增益和偏置校正参数与积分时间的关系,结果表明：增益校正参数与积分时间无关,只有偏置校正参数与积分时间有关;并通过实际热成像系统的测试对比实验,证明了上述结论的正确性。研究结果为变积分时间的HDR热成像系统的NUC提供了合理、可行的校正依据,可极大的简化变积分时间的HDR热成像系统NUC处理过程。     

基于景物的凝视红外焦平面阵列非均匀性校正

在高灵敏度和快帧速方面,凝视红外探测器阵列为高级红外系统提供了极大的潜力。由于探测器和出电路的非均匀性,所有的阵列均需要光学校准和输出信号校正。若像元输出是精确线性的时间稳定的,可以一次性地校正像元的非均匀性、然而,系统的不稳定、像元的非均匀性以及１／ｆ噪声,要求连续地再校准。比如,在不迩链中插入黑体源。一种更为优良和有效的方法是基于被观察景物辐射水平的这时再校准。     

应用常值统计约束的非均匀性校正——模拟与数字实现

现时的红外焦平面阵列(IRFPA)受限于各敏感元件差异校正后的不稳定性。一般,片外数字校正用于校正这类探测器阵列的非均匀性,启动时用专门的校准图像去校正系统。这种一次性校正程序来考虑其它的工作点,且不能对参数漂移作再校正。利用神经生物学的启示,我们发展了一种用于IRFPA非均匀性校正的常值统计约束(CS)算法。对被观察景物作些简单的假设,即可对增益与偏置成功地实现校正。我们给出了利用数字实现的一维与二维校正结果,同时表明在收敛速度和计算复杂性方面,常值统计约束算法优于由Scribner发展的基于LMS(最小均方)的非均匀性校正。最后,我们评论了模拟电路的结果,它是用2μm CMOS技术设计与制造的。测试我们的试验芯片表明,对输入信号的增益与偏置变化,系统实现了不变性。此硬件的目标是最后应用于焦平面上或其后的硬件实现中。     

基于时间序列的红外探测器响应特性漂移评价

红外探测器响应特性漂移严重影响成像质量和系统性能。针对红外探测器响应特性漂移缺乏有效评价指标、难以建模和评价的问题,本文将红外探测器输出的序列图像看作时间序列数据,基于时差图像定义漂移度和漂移熵评价指标,用于评价红外探测器响应特性漂移程度,并提出了一种基于时间序列预测的红外探测器响应特性漂移评价方法。采用仿真数据和真实数据进行实验,结果表明,本文提出的漂移度和漂移熵评价指标可以有效度量响应特性漂移程度,所提出的评价方法可以实现对红外探测器响应特性漂移的建模和有效预测评价,研究工作可用于辅助选择合适的红外探测器及其非均匀性校正算法以提高红外成像系统性能。     

热成像图像与瞄准镜分划图像实时处理系统研究

热像仪(红外夜视仪)是夜战中用于观察和瞄准的重要装备.为了实现热成像瞄准镜同样具有坦克微光瞄准镜所具有的功能,本文利用数字信号处理器DSP(Digtal Signal Processors)高速图像处理功能实时地将热成像图像和瞄准镜分划图像进行叠加处理,从而解决了上述问题.     

基于TS-101的红外导引头实时图像处理系统硬件设计

基于系统的实用性考虑,介绍了一种应用在红外导引头上的实时红外图像处理系统。该系统以Analog Devices公司的高性能数字信号处理器TS-101为核心,结合ALTERA公司的复杂可编程逻辑器件EPM7128进行逻辑控制,完成对采集的红外图像进行实时处理。重点介绍了该实时红外图像处理系统的硬件组成和工作原理。     

改进的卡尔曼滤波非均匀性校正算法

针对基于卡尔曼滤波(Kalman filtering,KF)的红外焦平面非均匀性校正算法的计算量和存储量较大,不利于实时性校正的缺点,提出一种改进的卡尔曼滤波非均匀性校正算法。该算法通过线性递归滤波器修正了观测方程,用每一帧块图像的统计均值来代替卡尔曼滤波校正算法中的观测矩阵,使增益矩阵得到简化。Matlab仿真实验结果证明:该算法的校正效果与传统的卡尔曼滤波校正算法相当,但大大减少了计算量和存储空间。     

红外图像自动目标识别技术进展

随着红外探测器技术的迅速发展，红外成像系统日趋成熟，现已广泛用于各种武器系统，尤其是战术导弹。而一旦在红外图像自动目标识别（ＡＴＲ）技术方面取得突破性进展，必将大大提高装备红外成像系统武器性能。介绍了红外图像自动目标识别技术发展现状，重点论述了红外图像自动目标识别的算法和执行处理计算机两项关键技术的进展，并分析了其发展趋势和应用前景。     

双片ADSP-2106X并行数字信号处理系统在鱼雷发射机信号源中的应用

鱼雷发动机信号源运算量大,一般的DSP系统难以满足要求,而由双片ADSP-2106X组成的并行数字信号处理系统则可支持多DSP系统,非常适合于高速实时处理的场合。本文采用紧耦合的方式,用2片ADSP-2106X来设计发射机的信号源,详细介绍了这种高速并行数字信号处理系统的设计思路,软件编程及调试。实验证明,可编程逻辑器件的组成应用可使得该系统具有通用性强、外围器件少等优点。     

一种图像传感器灰度响应非线性现象校正方法

图像传感器校正方法是提高图像传感器输出图像质量的关键手段。针对传统图像传感器校正方法只是单一的对图像传感器非均匀性或者非线性进行校正且通用性较差的问题,基于光子转换理论提出了一种图像传感器灰度响应非线性现象校正方法。针对一款科学级CCD与一款科学级CMOS图像传感器作为实验对象进行校正。实验结果表明,该方法可以同时对图像传感器的非均匀性及非线性现象进行校正,校正后图像传感器输出图像的对比度及均匀性得到显著提升。此外,该算法对CCD图像传感器及CMOS图像传感器均有校正效果,具有明显的通用性。     

双色线列红外探测器非均匀性校正的数字化设计

文中介绍了双色线列红外探测器非均匀性校正的数字系统设计.针对双色线列红外探测器的特点,采取软硬件相结合的方法,来实现提高系统处理速率的目的.     

导弹焦平面阵列导引头

介绍一种造价相对低、高分辨率精确目标探测和能适用于非旋转弹道导弹等或其类似武器上的跟踪系统。该系统含有一个红外成像敏感头，能较好地进行万向安装，并且使用了一个可在周围环境温度下工作，密集封装，敏感红外电磁辐射的二维焦平面阵列传感器。此阵列适用在凝视模式下工作，且具有一定的热稳定性。其信号处理电路具有稳定自校准非均匀性补偿的处理能力。它与高速、高分辨率、实时图像处理系统相结合，提取目标特征，在识别、跟踪及控制系统中进行图像处理，从而鉴别、瞄准和起动跟踪，直至命中所选定的目标     

基于DM642的数字图像采集小系统

以TMS320DM642为核心处理器的最小实时图像采集系统,由图像处理器DM642模块、存储器扩展电路组成.DM642通过I2C总线控制摄像头,将摄像头得到图像数据送入DM642中,存放在SDRAM中,并通过JTAG口下装程序到DM642的FLASH,由DM642对输入信号进行图像分析等处理,最后将输出数据送出.     

红外成像在引信技术中的应用

自动目标识别一直是各国军事领域研究的重要课题，特别是对一次性识别有着极其重要的意义，近年来、红上成像技术得到了迅速发展，并被认为是解决自动目标识别问题的有力工具，本文首先简述了红我成像引信技术的基本特点和一般描述，再根据引信一次性目标成像的非完整图像特征，从而论述了红外成像引信的可实现性。