[实用新型]一种红外图像采集处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及红外图像采集技术领域，具体地，涉及一种红外图像采集处理系统。

背景技术

自然界中的一切物体，只要它的温度高于绝对零度，就会不断地向外发射辐射能。红外图像采集系统可将物体自然发射的红外辐射转化为可见的红外图像，因为不同物体或同一物体的不同部位具有不同的红外辐射特性，所以在红外图像采集仪器上得到的图像也不相同，从而使人眼的视觉感知范围扩展到裸眼看不到的红外辐射光谱区。

被采集物的红外辐射透过红外镜头聚焦于红外探测器的焦平面，红外探测器将热辐射转换为模拟电信号，经过红外探测器的读取电路，再由A/D转换器将模拟电信号转换为数字信号。然后利用现代数字图像处理技术进行实时处理，改善其成像质量。最后将图像显示到LCD屏上，这样人眼就可以清晰的看到被采集物的红外图像。

传统的图像采集和处理平台大多依托CPU或者DSP芯片作为核心器件，控制图像采集，存储和运算处理，其特点是采用CPU或者DSP进行串行化的处理。首先CPU控制红外探测器进行红外图像采集，得到图像数据后再通过CPU本身或者DSP对图像数据进行数字图像处理。

通过对以上现有技术的研究和实际应用环境的考虑，很容易发现现有技术存在以下缺点：(1)在红外图像采集过程中，红外探测器容易受温度的影响，由于红外探测器本身工作时会产生温度，导致对热辐射的模拟转换出现失真，从而影响采集的图像质量。(2)CPU和DSP无法满足一些包含复杂算法和实时高流量的数字图像处理，以CPU和DSP为核心则会影响整个系统的效率。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中红外图像采集过程中容易导致图像失真缺陷，根据本实用新型的一个方面，提出一种红外图像采集处理系统。

本实用新型实施例提供的一种红外图像采集处理系统，包括：红外探测器、AD温度转换器、AD数据转换器、偏置电压输出电路、TEC控制器和FPGA，FPGA内部集成图像采集控制器；

红外探测器分别通过AD温度转换器、AD数据转换器与图像采集控制器相连；AD温度转换器用于将红外探测器的模拟温度数据转换为数字温度数据，并将数字温度数据发送至图像采集控制器；AD数据转换器用于将红外探测器采集的模拟图像信号转换为数字图像信号，并将数字信号发送至图像采集控制器；

图像采集控制器分别通过偏置电压输出电路、TEC控制器与红外探测器相连；偏置电压输出电路用于为红外探测器提供偏置电压；TEC控制器用于调整红外探测器的温度。

在上述技术方案中，偏置电压输出电路还与TEC控制器相连；TEC控制器还用于采集红外探测器的当前环境温度，并根据当前环境温度调整红外探测器的温度。

在上述技术方案中，根据当前环境温度调整红外探测器的温度，具体为：

图像采集控制器根据AD温度转换器发送的数字温度数据，实时调整输出到偏置电压输出电路的控制信号，控制偏置电压输出电路提供给TEC控制器的电压值。

在上述技术方案中，FPGA还包括图像处理模块；

图像采集控制器将采集到的数字图像信号传送至图像处理模块，图像处理模块用于对数字图像信号进行处理。

在上述技术方案中，FPGA设置有LCD接口，FPGA将处理后的图像信号通过LCD接口发送至外部的LCD显示屏。

在上述技术方案中，对数字图像信号进行处理，包括：

对数字图像信号进行非均匀校正、中值滤波、温度识别、图像增强、光标叠加中的一种或多种处理。

在上述技术方案中，FPGA还包括：缓存器、寄存器、复位电路，且FPGA外部集成闪存。

在上述技术方案中，AD温度转换器和AD数据转换器均为ADS850，偏置电压输出电路为DA转换器AD5324。

本实用新型实施例提供的一种红外图像采集处理系统，引入独立双AD转换的处理方式，将数据转换和温度转换分离开，分别使用独立的AD转换器进行转换，将图像数据和温度数据分离开，保证图像数据处理时不受温度影响，处理精度更高。独立双AD转换电路使得图像采集控制器可以实时得到准确的温度信息，从而保证对红外探测器的温度控制更加精确，减小红外探测器采集数据的失真。同时，本实用新型实施例提供的红外图像采集处理系统采用FPGA处理，在保证功能和性能的同时，省掉了DSP这一高价器件，节省整体的成本；同时可以提高处理速度。