本发明专利技术公开了一种红外焦平面阵列成像演示系统。该系统包括红外辐射源、红外光学镜头、红外焦平面测器、可编程红外探测器驱动器、高速接口、高速数据采集卡、主处理单元和高性能计算机，红外辐射通过红外光学镜头聚焦到红外焦平面测器上，红外焦平面测器上各单元在可编程红外探测器驱动器提供的驱动和偏置信号的驱动下将红外辐射信号转换为电信号，可编程红外探测器驱动器所需的时钟和触发信号由高性能计算机的程序编程设定，并通过主处理单元、高速数据采集卡和高速接口传送到可编程红外探测器驱动器。本发明专利技术能够让设计人员直观地观察评价所设计系统和算法的真实成像效果，并及时地修改验证设计和算法，避免在系统调试过程中遇到各种的麻烦。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于红外热像仪技术，特别是一种红外焦平面阵列成像演示系统。—
技术介绍
图像处理板的研制是红外热像仪设计的关键所在。目前，国内外红外热像仪及图 像处理算法研究者提出了各种各样的算法，但是他们的实用性、实时性及应用范围有 待于研究验证，国内还没有一套这样相应的算法评估演示系统进行仿真评估。现有的 方法是通过制作整个系统的多个版本的硬件电路，反复进行调试改版和验证，研制周 期长，成本昂贵，而且调试过程中常常还不知道是那一部分出现了问题。2002年Michael A. Soel等人的文章介绍了基于计算机数据采集来实现凝视红外焦平面阵列器件成像的 性能测试和评估系统(Michael A. Soel等，High-End Infrared Imaging Sensor Evaluation System,尸wceed"gs o/SRffi Vol. 4719 (2002)， pl73-188)。它由被测系统、信号调理 单元、黑体和黑体控制单元、靶标、数据采集单元、平行光管、IEEE-488接口和主控 计箅机组成，它能进行各种规模凝视红外焦平面阵列的电性能、响应率、噪声等效温 差参数、MRT、 MDTD等测试评估，输出波形和统计图表。该系统的主要缺点有1、 该系统没有实时算法仿真和演示成像功能；2、该系统无法评估热像仪设计和算法的实 际成像效果；3、该系统不能适用于扫描型红外成像的测试与演示。三
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种对红外成像电子学处理算法进行实时性、适用性和成 像效果的演示评估，能够让设计人员直观地观察评价所设计系统和算法的真实成像效 果，并及时地修改验证设计和算法，避免在系统调试过程中遇到各种麻烦的红外焦平面 阵列成像演示系统。实现本专利技术目的的技术解决方案为 一种红外焦平面阵列成像演示系统，包括红 外辐射源、红外光学镜头、红外焦平面测器、可编程红外探测器驱动器、高速接口、 高速数据采集卡、主处理单元和高性能计算机，该红外辐射源发射的红外辐射通过红 外光学镜头聚焦到红外焦平面测器上，该红外焦平面测器上各单元在可编程红外探测器驱动器提供的驱动和偏置信号的驱动下将红外辐射信号转换为电信号，该可编程红 外探测器驱动器所需的时钟和触发信号由高性能计算机的程序编程设定，并通过主处 理单元、高速数据采集卡和高速接口传送到可编程红外探测器驱动器；所述的电信号 在可编程探测器驱动器提供的直流偏置、触发和时钟脉冲的控制下有序地通过驱动部 件传输到高速接口，该高速接口和高速数据采集卡在高性能计算机及其程序的控制下 将电信号进行放大、采样和缓存，再由主处理单元上各种图像处理算法程序将高速数 据采集卡缓存中的数据进行处理、排序、重构和实时显示，达到算法处理效果成像演 示。本专利技术红外焦平面阵列成像演示系统的可编程红外探测器驱动器由可编程驱动信 号及偏置电压发生器、红外焦平面探测器、信号放大和信号输入输出接口依次连接构 成，可编程驱动信号及偏置电压发生器根据红外焦平面探测器的类型和规模进行编程 设定产生相应的驱动信号及偏置电压信号输入红外焦平面探测器，该红外焦平面探测 器在驱动信号的驱动下输出电信号经信号放大和信号输入输出接口传送到高速接口。本专利技术红外焦平面阵列成像演示系统得主处理单元中，由主处理单元应用软件界 面分别与数据采模块、数据排序显示模块、非均匀性校正模块、瞒元检测与补偿模块、 灰度范围扩展模块和扩展功能模块连接构成。本专利技术与现有技术相比，其显著优点是(1)能实现凝视和扫描型各种模式红外探测器的位图数据的实时采集与处理；各种模式红外探测器和各种图像处理算法的成 像演示通过软件编程设定和修改，实现灵活方便；对于红外热像仪的设计者和图像处 理算法的研究以及应用开发来说，图像处理算法开发的动态仿真，算法实时性、适用 性和成像效果的评估，算法修改和优化显得尤为重要；(2)利用虚拟仪器技术和可编 程驱动技术及labview、 matlab和丫<:"++软件编程来开发红外成像图象处理算法成像 演示系统；(3)它是通过应用程序将计算机与功能化硬件模块结合起来，通过友好的 图形界面来操作，以实现仪器的功能；(4)它的功能是由用户定制的，用软件控制和 实现的，因而它的数据采集、分析、处理和结果显示等功能与传统仪器相比更具适应 性、灵活性、可扩展性；而且开发周期短、开发费用低；(5)通过软件编程实现各种 模式的凝视和扫描红外成像图像处理算法的成像演示，具有很好的通用性和强大的可 扩展性。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。四附图说明图1是本专利技术红外焦平面阵列成像演示系统的结构图。图2是本专利技术红外焦平面阵列成像演示系统的可编程红外探测器驱动器结构框图。 图3是本专利技术红外焦平面阵列成像演示系统的主处理单元框图。五具体实施例方式结合图l,本专利技术红外焦平面阵列成像演示系统，包括红外辐射源l、红外光学镜头2、红外焦平面测器3、可编程红外探测器驱动器4、高速接口 5、高速数据采集卡6、主处理单元7和高性能计算机8。该红外辐射源1发射的红外辐射通过红外光学镜头2聚焦到红外焦平面测器3上，该红外焦平面测器3上各单元在可编程红外探测器驱动器4提供的驱动和偏置信号的驱动下将红外辐射信号转换为电信号，该可编程红外探测器驱动器4所需的时钟和触发信号由高性能计算机8的程序编程设定，并通过主处理单元7、高速数据采集卡6和高速接口5传送到可编程红外探测器驱动器4;所述的电信号在可编程探测器驱动器4提供的直流偏置、触发和时钟脉冲的控制下有序地通过驱动部件传输到高速接口 5，该高速接口 5和高速数据采集卡6在高性能计算机8及其程序的控制下将电信号进行放大、采样和缓存，再由主处理单元7上各种图像处理算法程序将高速数据采集卡6缓存中的数据进行处理、排序、重构和实时显示，达到算法处理效果成像演示。结合图2，本专利技术红外焦平面阵列成像演示系统的可编程红外探测器驱动器4由可编程驱动信号及偏置电压发生器、红外焦平面探测器、信号放大和信号输入输出接口 依次连接构成。可编程驱动信号及偏置电压发生器可根据红外焦平面探测器的类型(扫 描或凝视)和规模进行编程设定产生相应的驱动信号及偏置电压信号供给红外焦平面 探测器，红外焦平面探测器在驱动信号的驱动下输出电信号经信号放大和信号输入输 出接口传送到高速接口5。结合图3，在主处理单元7中，由主处理单元应用软件界面分别与数据采模块、数 据排序显示模块、非均匀性校正模块、瞒元检测与补偿模块、灰度范围扩展模块和扩 展功能模块连接构成。主处理单元的硬件是依托于高性能计算机，应用软件界面由 labvievv7.1与￥0^++编程，他是主处理单元的参数设定、功能选择和效果显示的界面, 通过主处理单元界面可以设定可编程探测器驱动的参数，选择数据采模块、数据排序显示模块、非均匀性校正模块、瞒元检测与补偿模块、灰度范围扩展模块和扩展功能 模块中的任意一个功能或几个功能模块的组合，实时显示其效果在高性能计算机8的 显示器的主处理单元应用软件界面上，供开发者比较处理前后的成像效果，对不满意 的地方通过分析，可及时用labview7.1、 matlab和￥<:^++软件编程来修改功能模块， 直到达到满意效果。本专利技术红外焦平面阵列成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种红外焦平面阵列成像演示系统，其特征在于：包括红外辐射源［１］、红外光学镜头［２］、红外焦平面测器［３］、可编程红外探测器驱动器［４］、高速接口［５］、高速数据采集卡［６］、主处理单元［７］和高性能计算机［８］，该红外辐射源［１］发射的红外辐射通过红外光学镜头［２］聚焦到红外焦平面测器［３］上，该红外焦平面测器［３］上各单元在可编程红外探测器驱动器［４］提供的驱动和偏置信号的驱动下将红外辐射信号转换为电信号，该可编程红外探测器驱动器［４］所需的时钟和触发信号由高性能计算机［８］的程序编程设定，并通过主处理单元［７］、高速数据采集卡［６］和高速接口［５］传送到可编程红外探测器驱动器［４］；所述的电信号在可编程探测器驱动器［４］提供的直流偏置、触发和时钟脉冲的控制下有序地通过驱动部件传输到高速接口［５］，该高速接口［５］和高速数据采集卡［６］在高性能计算机［８］及其程序的控制下将电信号进行放大、采样和缓存，再由主处理单元［７］上各种图像处理算法程序将高速数据采集卡［６］缓存中的数据进行处理、排序、重构和实时显示，达到算法处理效果成像演示。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈钱，顾国华，屈惠明，隋修宝，钱惟贤，王利平，于雪莲，柏连发，白俊奇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：84[]
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