本文選題：紅外成像 + FPGA��； 參考：《中國科學院大學(工程管理與信息技術學院)》2015年碩士論文

【摘要】：紅外熱成像技術利用紅外輻射原理,通過測取目標物體表面的紅外輻射能量,將被測物體表面的溫度分布轉換為形象直觀的熱圖像。它具有響應速度快、測量范圍寬、非接觸測量以及測量結果直觀形象等特點,在軍事領域得到了充分的重視,誰掌握了先進的紅外熱成像技術,誰就取得了夜戰(zhàn)的主動權；在民用領域,已在材料缺陷的檢測與評價、建筑節(jié)能評價、設備狀態(tài)熱診斷、生產過程監(jiān)控、自動測試、減災防災等諸多方面獲得了應用,并顯示出越來越強大的生命力。本文主要研究中波制冷紅外成像組件的設計與實現(xiàn),基于中波320x256制冷型探測器,基于FPGA的硬件平臺,硬件包括探測器緩沖放大電路,模數(shù)轉換電路、信號處理電路、數(shù)模轉換電路、供電電源電路等相關電路的設計實現(xiàn),軟件包括FPGA中包括通信控制,信號采集,信號處理等圖像算法處理和控制技術軟件以及上位機操控軟件。實現(xiàn)了分辨率為320×256,兩路cameralink_full數(shù)字視頻接口,幀頻25-200Hz,應用非均勻校正、壞元填充、寬灰度圖像顯示等圖像處理算法,完成實時成像模擬顯示,cameralink_full接口14bit數(shù)字圖像輸出,并可以通過串口和網(wǎng)絡UDP兩種方式對熱像儀進行實時控制等功能。本文的特點和創(chuàng)新體現(xiàn)在硬件上該成像組件接口豐富,cameralink_full格式數(shù)字圖像速度傳輸快,便于后續(xù)圖像處理；可以與其他成像系統(tǒng)、計算機和交換機組網(wǎng)完成對成像組件的實時控制。軟件上采用兩點非均勻校正技術基于事先標定系數(shù)并根據(jù)場景實時計算生成新的系數(shù)完成成像組件的校正操作,使成像更適用于當前觀測背景,實時剔除壞元技術在原有壞元剔除基礎上增加新出壞元的處理,實現(xiàn)了每幀圖像的實時壞元判別和剔除。本文研究的主要成果為設計并實現(xiàn)了該紅外成像組件,在幀頻、圖像控制、圖像輸出時序、兩路高速數(shù)據(jù)格式輸出、壞元處理等功能上均滿足客戶需求；在噪聲等效溫差、校正后非均勻性、MRTD等紅外圖像主要技術指標上均達到比較高的水平,在對圖像質量要求高的軍事領域具有很廣泛的應用前景。
[Abstract]:Infrared thermal imaging technology uses the principle of infrared radiation, through measuring the infrared radiation energy of the object surface, the temperature distribution of the measured object surface is converted into a visual thermal image. It has the characteristics of fast response, wide measurement range, non-contact measurement and intuitive image of measurement results. It has been paid full attention to in the military field. Whoever grasps the advanced infrared thermal imaging technology, who obtains the initiative of night combat; In the civil field, it has been applied in many aspects, such as material defect detection and evaluation, building energy saving evaluation, equipment condition thermal diagnosis, production process monitoring, automatic testing, disaster reduction and prevention and so on, and has shown more and more powerful vitality. This paper mainly studies the design and realization of infrared imaging module of medium wave refrigeration, which is based on medium wave 320x256 refrigeration detector, hardware platform based on FPGA, including detector buffer amplifier circuit, A / D conversion circuit, signal processing circuit, etc. The design and implementation of digital-analog conversion circuit, power supply circuit and other related circuits, including communication control, signal acquisition, signal processing and image algorithm processing and control software, as well as host computer control software, are included in the software. With a resolution of 320 脳 256, two cameralink_full digital video interfaces, frame frequency 25-200Hz, and using non-uniform correction, bad element filling, wide gray image display and other image processing algorithms, the real-time imaging analog display and cameralinkfull interface 14bit digital image output are realized. And through serial port and network UDP two ways to the thermal imager real-time control and other functions. The characteristics and innovations of this paper are reflected in the rich interface of the imaging component in hardware. The digital image can be transmitted fast and convenient for subsequent image processing, and can be connected with other imaging systems, computers and switches to complete the real-time control of imaging components. In the software, two-point nonuniformity correction technique is used to complete the correction operation of the imaging module based on the pre-calibration coefficient and the real-time calculation of the scene, which makes the imaging more suitable for the current observation background. Based on the original bad element culling, the new bad element processing is added in the technology of real time eliminating bad element, and the real time bad element discrimination and elimination of each frame image is realized. The main achievements of this paper are the design and implementation of the infrared imaging module, which can meet the customer's demand in the functions of frame frequency, image control, image output timing, two-channel high-speed data format output, bad element processing, etc. After correction, the main technical indexes of infrared images such as non-uniformity and MRTD have reached a relatively high level, which has a wide application prospect in the military field which requires high image quality.
【學位授予單位】：中國科學院大學(工程管理與信息技術學院)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN219

【共引文獻】

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本文編號：1880290