论文部分内容阅读
非制冷型红外热成像系统具有体积小、功耗低、稳定性高以及成本低等优点,已成为热成像领域发展的主要方向之一。目前国外非制冷红外成像技术较为领先,但随着国内对非制冷红外成像技术研发力度的加大,国内外技术差距正在逐渐减小。本文以北方广微积电生产的型号为GWIR 02 02 XIAD的非制冷红外焦平面为核心,研制了具有完全自主知识产权的非制冷红外成像系统。根据焦平面的性能特性和技术要求,本文为GWIR 02 02 XIAD设计了高稳定和高精度的驱动电路,包括焦平面电源电路、两路可调偏压电路和基于TEC模块的温度控制电路；完成了视频信号处理与显示的硬件系统设计,包括探测器输出模拟信号调理与模数转换电路、基于FPGA的主处理电路、内存扩展电路和视频合成输出电路；基于系统的小型化需求完成了高速PCB设计：完成了基于FPGA的系统驱动软件设计,包括非制冷探测器的配置与在线非均匀性校正时序、AD5665R的12C通信驱动和PAL制式视频合成时序。针对红外图像的非均匀性、盲元和低对比度问题对红外成像质量优化算法进行了分析,利用FPGA分模块实现了两点非均匀性校正算法、基于中值滤波的动态盲元替代算法和双平台直方图均衡图像增强算法,并将各算法模块整合为流水线结构,视频信号经过各算法模块处理和视频合成后在显示器上成功成像。最后对成像质量评价方法进行了分析与研究,并选择合适的指标,利用Matlab对所设计的非制冷红外成像系统的成像效果进行了成像质量的评价实验。