[实用新型]一种红外图像采集与处理系统性能评估装置

说明书

技术领域

本实用新型属于红外图像采集与处理技术领域，尤其涉及的是一种红外图像采集与处理系统性能评估装置。

背景技术

目前，红外成像技术已广泛应用于军事、工业、农业、医疗和科学研究等各个领域。红外成像系统主要包括红外光学系统、红外探测器件及其红外图像采集与处理系统，红外图像采集与处理系统是红外成像系统的关键部分，其性能优劣直接决定了红外成像系统的整体性能。在红外图像采集与处理系统性能评估中，需用大量的不同状态红外图像进行训练和测试。若直接使用红外探测器件通过靶场试验获得图像进行性能评估具有很大的局限性。一是红外探测器的研制、采购等会影响红外图像采集与处理系统的研制进度；二是由于对系统的测试不可能一次性成功完成，需要多次插拔探测器件来测试系统的性能，这样会对探测器件带来风险；三是前端光路系统功能的不确定性会导致后端红外图像采集与处理系统测试的不确定性。四是红外图像采集要耗费很长的时间和大量的人力物力，另外很难获得各种气象条件下的红外图像，而且许多军事目标的红外图像也是难以拍摄到。所以如何有效的评估红外图像采集与处理系统性能一直处于混乱状态，没有一个通用有效的装置及方法来满足评估需求。因此，亟需一种通用红外探测器可编程模拟器，能够模拟各种探测器信号，尤其是其图像输出信号的装置及方法对红外图像采集与处理系统进行性能评估。

在红外探测器件输出信号模拟中，现有两种技术方案与本方案相近，其中一种方案如图1所示，整个系统的实现过程:通过应用程序从外场试验红外图像数据库中调用相应的红外仿真图像数据,主机驱动程序将红外仿真图像数据写入主机内存,然后通知FPGA将PC机内存中的红外仿真图像数据通过PCI总线读出,并且写入SDRAM中,最后再由FPGA从SDRAM中读出红外仿真图像数据并且按照规定的协议发送给后级红外实时信号处理平台。由于这种系统是通过计算机的PCI接口（或USB接口）将红外场景图像注入到探测器模拟器中，必须配备固定的电脑主机，且无法输出模拟信号。另外一种探测器模拟器方案的功能框图如图2所示，计算机程序可以通过RS232串口控制探测器模拟器选择输出128×128、256×256、320×256等不同分辨率的图像。探测器模拟器的图像数据来源有两个：一个是由模拟器自动生成一幅均匀的背景图像，另一个是通过串口从计算机把实拍场景或仿真生成场景下载并固化到探测器模拟器内部的Flash存储器中。探测模拟器实现了对真实探测器输入输出接口的模拟，可以在一些红外成像系统信息处理机初次调试时代替红外成像传感器，使红外成像系统信息处理机出现故障时不至于损坏昂贵的红外成像探测器。但是仍必须配备计算机，而且使用串口，其传输速度受到极大影响。

综上两种技术方案，现有红外成像探测器模拟器设计都只是单纯、简单的出于为红外信号处理平台提供图像数据源的考虑而设计的，它们都必须配备固定的电脑主机，不具有集成化的特点，也都没有考虑到探测器在成像过程中对图像的影响，不能根据真实红外场景明确探测器参数，退化图像，在对红外图像采集与处理系统的性能评估测试中，具有很大的局限性。

国外关于红外图像采集与处理系统的性能评估由于属于军用，存在一定的涉密性，所以未见报道。国内也只有少数院校或研究机构设计了一些红外成像探测器模拟器的硬件实现，这些设计构架基本类似，都是通过计算机的PCI接口将红外场景图像注入到探测器模拟器中，探测器模拟器对图像进行缓存和时序整理后按照红外实时信号处理平台的需求输出，因此都存在很多局限性。首先，大部分都只是单纯、简单的出于为红外信号处理平台提供图像数据源的考虑而设计的，没有考虑到相关红外参数（如噪声参数）的模拟；其次，通用性差，探测器参数可调节能力有限，如模拟信号输出动态范围窄、阵列规模选择性少、输出频率不可调、无图像数据同步输出等缺陷；并且现有红外成像探测器模拟器都是固定的电脑主机配备数据处理平台实现模拟器的功能，在实施搬运中不方便，不具有集成化的特点。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种红外图像采集与处理系统性能评估装置。

本实用新型的技术方案如下：