[发明专利]一种红外图像采集与处理系统性能评估装置及评估方法

权利要求书

1.一种红外图像采集与处理系统性能评估装置，包括控制单元及处理单元；其特征在于，所述控制单元包括图像装载模块，图像处理模块及主控模块；所述图像装载模块，用于加载未经退化的红外图像；所述图像处理模块通过红外图像处理技术将红外图像文件转换为波形数据文件，作为红外图像采集与处理系统性能评估的数据源；所述主控模块与处理单元连接；所述主控模块，用于对所述处理单元进行控制，根据预设的红外图像退化模型完成图像波形转换、波形显示和编辑、设置探测器件规模、输出信号的频率、幅度、帧行消隐时间、同步信号延迟时间的设置，编辑波形数据。

2.如权利要求1所述的评估装置，其特征在于，所述处理单元包括第一处理单元及第二处理单元；所述第一处理单元，用于DPLL时钟发生及可编程时钟分配模块产生不同相位的高精度、低抖动时钟信号，在时钟信号的作用下，同步信号模块根据主控模块的要求，输出D/A控制信号、帧、行、像元、CDS同步信号；所述第二处理单元，用于将帧、行、像元、CDS同步信号经接口电路输入，在同步信号延迟模块的同步下，经DAC模块和存储器模块输出模拟信号。

3.如权利要求2所述的评估装置，其特征在于，所述第一处理单元包括DPLL时钟发生及可编程时钟分配模块、同步信号产生模块、同步延迟模块、存储器模块和DAC模块；所述DPLL时钟发生及可编程时钟分配模块为NBC12429芯片，用于产生不同相位的高精度、低抖动时钟信号；所述同步信号模块在时钟信号的作用下，根据所述主控模块的要求，输出D/A控制信号、帧、行、像元、CDS同步信号，用于同步模拟信号的输出以及为红外图像采集与处理系统提供同步信号；所述同步信号延迟模块将模拟信号与CDS同步信号进行同步，消除输出模拟信号经过存储器模块、DAC模块传输延迟的影响；所述存储器模块为EEPROM存储器，用以波形数据存储；所述DAC模块为数字模拟转换器，用于实现数字量-模拟量的转换。

4.如权利要求2所述的评估装置，其特征在于，所述第二处理单元包括接口电路、同步信号延迟模块、DAC模块和存储器模块；所述接口电路用于将外界输入的像元、帧、行、CDS同步信号传输到同步信号延迟模块；所述同步信号延迟模块将模拟信号与CDS同步信号进行同步，消除输出模拟信号经过存储器模块、DAC模块传输延迟的影响；所述存储器模块为EEPROM存储器，用以波形数据存储；所述DAC模块为数字模拟转换器，用于实现数字量-模拟量的转换。

5.如权利要求1所述红外图像采集与处理系统性能评估装置的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立基于各种复杂环境和干扰条件下目标与背景红外场景的图像退化模型；

步骤2：通过人机接口和主控模块装载图像并采用图像处理技术将图像快速转换为波形数据，将转换的波形数据存储在存储器模块中；编辑波形参数、模拟器件规模、输出信号的频率、幅度、帧行消隐时间、同步信号延迟时间；

步骤3：主控模块控制DPLL时钟发生及可编程时钟分配模块产生精准时钟，通过精准时钟从存储器模块中取出波形数据，同时控制同步信号产生电路产生与波形数据相应的帧、行、像元和CDS同步信号；或通过接口电路从外界输入像元、帧、行、CDS同步信号；

步骤4：在控制帧、行、像元、CDS同步信号和模拟信号之间的相位关系的基础上，同步输出波形数据转换成的模拟信号；

步骤5：将输出的模拟信号转换成灰度图像，得到一幅退化模型已知的红外退化图像，通过主控模块更改波形输出参数，得到任意的红外退化图像，将红外退化图像作为红外图像采集与处理系统的数据源，利用红外图像对应的退化模型处理图像，通过对比处理后的图像和未经退化的红外源图像，评估红外图像采集与处理系统的处理性能。

6.如权利要求5所述的评估方法，其特征在于，所述步骤1中，所述退化模型设置退化原始图像、还原真实的红外场景、重建被退化的图像或复原被退化的图像。

7.如权利要求5所述的评估方法，其特征在于，所述退化模型为叠加热噪声、散粒噪声、产生复合噪声、1/f噪声、辐射或光子噪声、或像元串音。

8.如权利要求5所述的评估方法，其特征在于，所述步骤5中，所述输出波形为串行输出的一幅图像，设置每个时钟代表一个像元，并设置高电平代表信号，低电平代表本底，利用图像灰度等级原理，将波形的最高电压对应灰度值255，波形的最低电压对应灰度值0，波形模拟像元在高电平与低电平之间的任何一个电压值，将按线性关系对应相应的灰度值。