高灵敏度推扫式红外相机图像采集与处理技术研究

发布时间：2017-11-21 06:21

  本文关键词：高灵敏度推扫式红外相机图像采集与处理技术研究

  更多相关文章： 红外推扫相机 数字TDI 细分采样 高灵敏度 FPGA

【摘要】：随着红外成像技术的不断发展,人们对红外系统的探测灵敏度也有了更高的要求,高灵敏度的红外成像系统在识别微小温差,获取目标温度细节上具有明显优势。这在太空探索、目标识别、医学诊断、地震和气候预报等方面具有重要意义。推扫成像是红外相机的一种重要的成像方式,在航天和卫星遥感领域有着广泛的应用,相比于单元扫描和多元并扫,其能获得相对较长的目标驻留时间,进而增加对目标的曝光时间来提高系统探测灵敏度。本课题以推扫式红外相机在卫星遥感领域的应用为背景,为了提高相机的探测灵敏度,研制了一套基于FPGA的红外相机信息采集与处理系统,并在K508长波红外探测器上得以实现。该系统采用细分采样叠加技术和数字TDI技术相结合的方式提高探测灵敏度,特别适合于电荷容量小,积分时间短的红外探测器。本文的研究重点大致为以下几个方面:1.系统的阐述了红外成像的原理和意义,并对本领域国内外发展现状和应用进行了较为详细的介绍。2.对推扫式红外成像系统各部分的噪声做了具体的分析,并对相关的噪声消除技术做了介绍;在此基础上,详细的分析和计算了细分采样叠加和数字TDI对系统信噪比的影响,并提出了结合这两种方法来提高推扫式红外相机系统灵敏度的方案。3.利用K508长波红外探测器,设计了一套基于FPGA的图像采集与处理系统,该系统实时的实现了四路图像信号的采集、图像背景的消除和非均匀校正、细分采样累加、数字TDI等功能。4.对K508成像系统做了灵敏度测试与成像工作,结果表明实际测试与理论计算相差不大且该系统能达到NETD优于5mk的结果,验证了方案的正确性。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP751

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本文编号：1209982