[发明专利]一种红外探测器视频模拟信号采集处理方法及系统

说明书

本发明涉及一种红外探测器视频模拟信号采集处理方法及系统。解决探测器输出像素速率与ADC采样不批配的问题。本发明针对低像素率探测器输出的视频模拟信号进行模数转换，采用采样速率为2倍或数倍于该像素读出速率的ADC模数转换器，通过对同一像素进行多次采样(与ADC模数转换器采样速率和红外探测器像素输出频率的比值相关)，将多次采样位置较平稳、图像相对灰度起伏较小的平坦区域的数字信号相加求取平均后的信号作为该像素的有效量化值。很好的解决了探测器输出像素速率与ADC采样速率不批配的问题，保障高性能ADC可以用于低像素率的图像系统中，并有效提高图像质量。

技术领域

本发明属于视频模数转换器ADC器件的一种使用方法，涉及一种红外探测器视频模拟信号采集处理方法及系统。

背景技术

随着工业技术的进步与发展，机器视觉成像已广泛应用于工业生产、道路监控及安防等诸多领域，除此以外，机器视觉也被大量用在航天航空、军事侦察及科学研究等诸多领域，其工作谱段范围也随着不同的应用领域、不同的需求从可见光波段向紫外、红外等领域拓展，其中尤其以可见光成像设备最为常见，也最为大家熟知，如手机摄像头。但是近年来，由于红外影像的特殊性，在一些领域，红外成像系统获得了突飞猛进的发展。

影响成像系统图像质量的因素，除光机系统外，还有探测器自身性能与模数转换等组件。对于图像质量，其中一个重要的考核指标就是要求信噪比高，所谓信噪比是指有效的图像信号相对于噪声的比值，理论上比值越大，说明获取的图像噪声越低，图像信号越高，这样一来图像清晰度、对比度越好。在一些特殊科学研究及遥感成像中对信噪比要求较高。以遥感成像为例，近年来，随着光学遥感领域不断发展，对高分辨成像要求越来越高，高分辨不仅对光机系统提出较高要求，也对探测器以及数字化图像获得提出了挑战。

目前而言，红外探测器的像素时钟相对较低，通常只有几兆或十几兆赫兹，而市面上的ADC器件的采样频率一般较高，有的甚至高达几十兆赫兹。因此会有探测器输出像素速率与ADC采样不批配情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外探测器视频模拟信号采集方法及系统，解决探测器输出像素速率与ADC采样不批配的问题。本发明利用高采样率ADC器件进行低像素采集，不仅可提高信噪比，而且不增加额外的硬件资源。

本发明的构思是：

本发明针对低像素率探测器输出的视频模拟信号进行模数转换，采用采样速率为2倍或数倍于该像素读出速率的ADC模数转换器，通过对同一像素进行多次采样(与ADC模数转换器采样速率和红外探测器像素输出频率的比值相关)，将多次采样位置较平稳、图像相对灰度起伏较小的平坦区域的数字信号相加求取平均后的信号作为该像素的有效量化值。能够保障一些高性能ADC用于低像素率的图像系统中，并有效提高图像质量。

本发明的技术方案是提供一种红外探测器视频模拟信号采集处理方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1、构建红外探测器视频模拟信号采集处理系统；

红外探测器视频模拟信号采集处理系统主要包括ADC模数转换器、FPGA数据处理单元、时钟单元、存储单元、供配电单元及数据输出单元；

ADC模数转换器的输入端与红外探测器视频模拟信号输出端电连接，FPGA数据处理单元与ADC模数转换器相互电连接，数据输出单元的输入端与FPGA数据处理单元的信号输出端电连接；时钟单元与存储单元均与FPGA数据处理单元电连接；

步骤2、配置工作时钟；

通过FPGA数据处理单元为红外探测器配置合适的像素读出时钟xMHz，同时为ADC模数转换器提供采样时钟yMHz，确保y＝nx，n≥2；

步骤3、调整ADC模数转换器的采样位置；

调整ADC模数转换器的采样位置，确保每个采样点均处于视频模拟信号的有效像素区间；