[发明专利]一种基于FPGA的非制冷红外热成像系统

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种基于FPGA的非制冷红外热成像系统，属于红外热成像技术领域。

背景技术

红外热成像技术是利用红外探测模块探测目标物体的红外辐射，可以检测恶劣环境下的目标特征信息，在军事和民用等领域内有着广泛的应用。传统的红外热成像系统图像的非均匀校正方法上采用的是定点校正算法，这种方法虽然简单容易实现，但是一旦周围环境发生变化，需要重新定标，而基于场景的非均匀性校正算法可以随时修正相关校正系数，很好的解决这一问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于FPGA的非制冷红外热成像系统，解决了现有技术中的不足，提供一种可以实现自适应校正系数的小型化、低功耗、实时性高、图像质量清晰稳定的非制冷红外热成像系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于FPGA的非制冷红外热成像系统，包括红外探测模块、偏压调制模块、模拟信号调制模块、FPGA模块、DDR3存储模块、FLASH存储模块、VIDEO输出模块、LVDS接口模块；

所述红外探测模块的偏压信号输入端与偏压调制模块的输出端连接，偏压调制模块的输入端与FPGA模块的输出端连接，红外探测模块的信号输出端与模拟信号调制模块的输入端连接，模拟信号调制模块的信号输出端与FPGA模块的输入端连接，DDR3存储模块和FLASH存储模块与FPGA模块相互连接，FPGA模块的输出端与VIDEO输出模块和LVDS接口模块的输入端连接。

其中，所述红外探测模块采用非制冷红外焦平面探测器，非制冷红外焦平面探测器像素尺寸大小为17μm，面阵规模为640×480的UL04272-032。

其中，其特征在于：所述偏压调制模块由数模转换器和低噪声运算放大器构成。

其中，所述模拟信号调制模块由运算放大器、单端转差分电路和A/D转换器构成。

其中，所述FPGA模块采用的FPGA是Cyclone V系列中的5CSEBA6U19I7N芯片。

其中，所述DDR3存储模块采用的DDR3存储芯片是MT41J128M16JT。

其中，所述FLASH存储模块采用的FLASH存储芯片是N25Q512A13GF840。

其中，所述VIDEO输出模块采用数模转换器AD9705和视频滤波器ADA4430。

其中，所述LVDS接口模块采用LVDS信号驱动器DS90LV047。

本发明的有益效果为：一种基于FPGA的非制冷红外热成像系统，不仅体积小、功耗低、实时性高、算法可移植性高、能在恶劣环境下对被测目标进行实时检测，并利用硬件逻辑算法进行红外图像的基于场景的非均匀性校正，实现自适应的校正系数使成像质量清晰稳定，并对检测结果进行同步显示和分析，适用于手持便携设备、高速图像采集设备等一些特别的定制领域。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的红外探测模块的结构图。

图3为本发明的偏压调制模块中数模转换器的结构图。

图4为本发明的偏压调制模块中四个低噪声运算放大器的结构图；

其中(a)产生偏置电压VVSK，(b)产生偏置电压VGSK，(c)产生偏置电压VBUS，(d)产生偏置电压VGFID。

图5本发明的模拟信号调制模块中运算放大器的结构图。

图6为本发明的模拟信号调制模块中单端转差分电路的结构图。

图7为本发明的模拟信号调制模块中A/D转换电路的结构图。

图8为本发明的VIDEO输出模块的结构图。

图9为本发明的LVDS接口模块的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种基于FPGA的非制冷红外热成像系统，包括红外探测模块、偏压调制模块、模拟信号调制模块、FPGA模块、DDR3存储模块、FLASH存储模块、VIDEO输出模块、LVDS接口模块；

所述红外探测模块的偏压信号输入端与偏压调制模块的输出端连接，偏压调制模块的输入端与FPGA模块的输出端连接，红外探测模块的信号输出端与模拟信号调制模块的输入端连接，模拟信号调制模块的信号输出端与FPGA模块的输入端连接，DDR3存储模块和FLASH存储模块与FPGA模块相互连接，FPGA模块的输出端与VIDEO输出模块和LVDS接口模块的输入端连接。