[发明专利]国产红外探测器模拟输出自适应调整装置及其调整方法

说明书

本发明公开了一种国产红外探测器模拟输出自适应调整装置及其调整方法，其特征是，包括国产红外探测器、温度传感器芯片、FPGA和A/D芯片，FPGA分别与红外探测器、温度传感器芯片和A/D连接，A/D与红外探测器连接，FPGA产生时钟、驱动等信号驱动红外探测器、温度传感器芯片和A/D工作，红外探测器产生模拟图像信号后经A/D采样量化后转为数字图像信号，温度传感器芯片感应红外探测器的温度并转换为数字信号由FPGA解码，FPGA接收数字图像信号并对其进行图像处理。本发明所达到的有益效果：无论工作环境温度是否与标定时的环境温度相同、观察场景的温度是否超出两点标定时黑体的温度范围，都可以将红外探测器的模拟输出调整至两点参数标定范围内，使红外探测器各像元的响应能够得到正确修正。

技术领域

本发明涉及一种国产非制冷型红外探测器模拟输出自适应调整装置及其方法，属于红外热成像技术领域。

背景技术

20世纪30年代国外开始出现红外热成像技术，自德国人生产出以红外变像管为探测器的主动式红外热像仪后红外热成像技术开始迅速发展起来。到了20世纪九十年代中期，美国FSI公司研制成功了剔除机械扫描装置的焦平面红外热像仪(FPA)。此后，FSI公司进一步推出了无需致冷系统的非制冷热像仪。而国产红外热成像技术研究起步较晚，整体水平落后于国外先进水平近10年，目前国内使用较多且生产技术相对成熟的为氧化钒热敏材料的非制冷红外探测器。然而无论是国外红外探测器还是国内红外探测器，都存在由红外焦平面阵列的材料、制造工艺等影响造成的非均匀性，表现在红外图像上是固定的图案噪声。

国产非制冷红外探测器采用片上非均匀性校正模块(即OCC模块)来调节由红外焦平面阵列阻值的不均匀性引起的失调、TCR的非均匀性以及增益的非均匀性，可以使得红外探测器在无光照时各像元的输出电压都接近同一值。此外非制冷型红外探测器的成像还需通过非均匀性校正后才能正常输出显示，而工程上比较常用的非均匀性校正方法是单点校正和两点校正算法。其中两点校正需要将红外探测器放置于温度稳定的环境中，调整黑体温度，分别得到高温T_H黑体辐射下的探测器模拟输出值V_H和低温T_L黑体辐射下的探测器模拟输出值V_L，以此计算得到两点参数，且不同温区两点参数不同。那么当红外探测器受场景辐射模拟输出值在V_L～V_H范围内时，探测器的每个像元的输出响应都能够通过两点校正得到修正。而实际应用过程中，当红外探测器的工作环境温度与标定时的环境温度不同时，探测器的模拟输出会发生改变，且观察场景的不同，无法保证红外探测器的模拟输出值在V_L～V_H范围内，那么红外探测器的输出响应将无法得到正确的修正，红外图像上会出现或暗或亮的噪点，影响观察效果。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种国产红外探测器模拟输出自适应调整装置及其调整方法，解决了红外图像上出现或明或暗噪点的问题，校正了红外探测器的非均匀性，得到了较均匀的图像信号，从而改善了红外探测器的标定方法以及成像效果。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种国产红外探测器模拟输出自适应调整装置，其特征是，包括红外探测器、温度传感器芯片、FPGA和A/D转换器；所述FPGA分别与红外探测器、温度传感器芯片和A/D转换器连接，A/D转换器与红外探测器连接；所述FPGA产生的信号驱动红外探测器、温度传感器芯片和A/D转换器工作；所述温度传感器芯片感应红外探测器的温度并转换为数字信号后由FPGA解码；所述红外探测器产生模拟图像信号后经A/D转换器采样量化后转为数字图像信号，FPGA接收数字图像信号并对其进行图像处理。

一种基于上述的国产红外探测器模拟输出自适应调整装置的调整方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤1)FPGA驱动红外探测器正常工作，将红外探测器正对所要观察的场景；