一種紅外圖像采集處理系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及紅外圖像采集技術領域，具體地，涉及一種紅外圖像采集處理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]自然界中的一切物體，只要它的溫度高于絕對零度，就會不斷地向外發(fā)射輻射能。紅外圖像采集系統(tǒng)可將物體自然發(fā)射的紅外輻射轉化為可見的紅外圖像，因為不同物體或同一物體的不同部位具有不同的紅外輻射特性，所以在紅外圖像采集儀器上得到的圖像也不相同，從而使人眼的視覺感知范圍擴展到裸眼看不到的紅外輻射光譜區(qū)。
[0003]被采集物的紅外輻射透過紅外鏡頭聚焦于紅外探測器的焦平面，紅外探測器將熱輻射轉換為模擬電信號，經過紅外探測器的讀取電路，再由A/D轉換器將模擬電信號轉換為數字信號。然后利用現代數字圖像處理技術進行實時處理，改善其成像質量。最后將圖像顯示到LCD屏上，這樣人眼就可以清晰的看到被采集物的紅外圖像。
[0004]傳統(tǒng)的圖像采集和處理平臺大多依托CPU或者DSP芯片作為核心器件，控制圖像采集，存儲和運算處理，其特點是采用CPU或者DSP進行串行化的處理。首先CPU控制紅外探測器進行紅外圖像采集，得到圖像數據后再通過(PU本身或者DSP對圖像數據進行數字圖像處理。
[0005]通過對以上現有技術的研究和實際應用環(huán)境的考慮，很容易發(fā)現現有技術存在以下缺點:(I)在紅外圖像采集過程中，紅外探測器容易受溫度的影響，由于紅外探測器本身工作時會產生溫度，導致對熱輻射的模擬轉換出現失真，從而影響采集的圖像質量。(2)CPU和DSP無法滿足一些包含復雜算法和實時高流量的數字圖像處理，以CPU和DSP為核心則會影響整個系統(tǒng)的效率。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型是為了克服現有技術中紅外圖像采集過程中容易導致圖像失真缺陷，根據本實用新型的一個方面，提出一種紅外圖像采集處理系統(tǒng)。
[0007]本實用新型實施例提供的一種紅外圖像采集處理系統(tǒng)，包括:紅外探測器、AD溫度轉換器、AD數據轉換器、偏置電壓輸出電路、TEC控制器和FPGA，FPGA內部集成圖像采集控制器；
[0008]紅外探測器分別通過AD溫度轉換器、AD數據轉換器與圖像采集控制器相連;AD溫度轉換器用于將紅外探測器的模擬溫度數據轉換為數字溫度數據，并將數字溫度數據發(fā)送至圖像采集控制器;AD數據轉換器用于將紅外探測器采集的模擬圖像信號轉換為數字圖像信號，并將數字信號發(fā)送至圖像采集控制器；
[0009]圖像采集控制器分別通過偏置電壓輸出電路、TEC控制器與紅外探測器相連;偏置電壓輸出電路用于為紅外探測器提供偏置電壓;TEC控制器用于調整紅外探測器的溫度。
[0010]在上述技術方案中，偏置電壓輸出電路還與TEC控制器相連;TEC控制器還用于采集紅外探測器的當前環(huán)境溫度，并根據當前環(huán)境溫度調整紅外探測器的溫度。
[0011]在上述技術方案中，根據當前環(huán)境溫度調整紅外探測器的溫度，具體為:
[0012]圖像采集控制器根據AD溫度轉換器發(fā)送的數字溫度數據，實時調整輸出到偏置電壓輸出電路的控制信號，控制偏置電壓輸出電路提供給TEC控制器的電壓值。
[0013]在上述技術方案中，FPGA還包括圖像處理模塊；
[0014]圖像采集控制器將采集到的數字圖像信號傳送至圖像處理模塊，圖像處理模塊用于對數字圖像信號進行處理。
[0015]在上述技術方案中，FPGA設置有LCD接口，FPGA將處理后的圖像信號通過LCD接口發(fā)送至外部的IXD顯示屏。
[0016]在上述技術方案中，對數字圖像信號進行處理，包括:
[0017]對數字圖像信號進行非均勻校正、中值濾波、溫度識別、圖像增強、光標疊加中的一種或多種處理。
[0018]在上述技術方案中，FPGA還包括:緩存器、寄存器、復位電路，且FPGA外部集成閃存。
[0019]在上述技術方案中，AD溫度轉換器和AD數據轉換器均為ADS850，偏置電壓輸出電路為DA轉換器AD5324。
[0020]本實用新型實施例提供的一種紅外圖像采集處理系統(tǒng)，引入獨立雙AD轉換的處理方式，將數據轉換和溫度轉換分離開，分別使用獨立的AD轉換器進行轉換，將圖像數據和溫度數據分離開，保證圖像數據處理時不受溫度影響，處理精度更高。獨立雙AD轉換電路使得圖像采集控制器可以實時得到準確的溫度信息，從而保證對紅外探測器的溫度控制更加精確，減小紅外探測器采集數據的失真。同時，本實用新型實施例提供的紅外圖像采集處理系統(tǒng)采用FPGA處理，在保證功能和性能的同時，省掉了DSP這一高價器件，節(jié)省整體的成本；同時可以提高處理速度。
[0021]本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
[0022]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0023]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0024]圖1為本實用新型實施例中紅外圖像采集處理系統(tǒng)的第一結構圖；
[0025]圖2為本實用新型實施例中紅外圖像采集處理系統(tǒng)的第二結構圖；
[0026]圖3為本實用新型實施例中圖像處理模塊的結構圖；
[0027]圖4為本實用新型實施例中紅外圖像采集處理系統(tǒng)的第三結構圖；
[0028]圖5為本實用新型實施例一中紅外圖像采集處理系統(tǒng)的結構圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本實用新型的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。
[0030]根據本實用新型實施例，提供了一種紅外圖像采集處理系統(tǒng)，圖1為該系統(tǒng)的結構圖，具體包括:紅外探測器10、AD溫度轉換器20、AD數據轉換器30、偏置電壓輸出電路40、TEC(ThermoeIectrie Cooler，半導體致冷器)控制器50和FPGA(Field Programmable GateArray，即現場可編程門陣列)，FPGA內部集成圖像采集控制器60。
[0031]具體的，參見圖1所示，紅外探測器10分別通過AD溫度轉換器20、AD數據轉換器30與圖像采集控制器60相連。其中，AD溫度轉換器20用于將紅外探測器10的模擬溫度數據轉換為數字溫度數據，并將數字溫度數據發(fā)送至圖像采集控制器60;該紅外探測器10的模擬溫度數據具體為紅外探測器的環(huán)境溫度或芯片內部溫度。AD數據轉換器30用于將紅外探測器10采集的模擬圖像信號轉換為數字圖像信號，并將數字信號發(fā)送至圖像采集控制器60;圖像采集控制器60接收到一幅完整數字圖像信號后即可以將該整幅圖像數據信號發(fā)送給后續(xù)的處理模塊進行處理。
[0032]同時，圖像采集控制器60分別通過偏置電壓輸出電路40、TEC控制器50與紅外探測器10相連;偏置電壓輸出電路40用于為紅外探測器10提供偏置電壓;TEC控制器50用于調整紅外探測器10的溫度。
[0033]其中，TCE控制器為熱能轉換控制器，圖像采集控制器60控制TEC控制器50的開關(圖1中的SHDN)，TEC控制器50根據檢測到的紅外探測器10的當前環(huán)境溫度調整該紅外探測器的溫度。偏置電壓輸出電路40用于為紅外探測器10提供偏置電壓，使得紅外探測器10正常工作。圖像采集控制器60根據紅外探測器的工作時序，實時產生圖像采集控制信號，使得紅外探測器能夠實時的連續(xù)的輸出紅外圖像數據和溫度數據。
[0034]本實用新型實施例提供的一種紅外圖像采集處理系統(tǒng)，引入獨立雙AD轉換的處理方式，將數據轉換和溫度轉換分離開，分別使用獨立的AD轉換器進行轉換，將圖像數據和溫度數據分離開，保證圖像數據處理時不受溫度影響，處理精度更高。獨立雙AD轉換電路使得圖像采集控制器可以實時得到準確的溫度信息，從而保證對紅外探測器的溫度控制更加精確，減小紅外探測器采集數據的失真。同時，本實用新型實施例提供的紅外圖像采集處理