专利名称：高分辨率微扫描红外成像装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于图像处理领域，涉及红外图像处理技术的一种高分辨率微扫描红外成像装置。
背景技术：
提高光学成像系统 分辨率的方法一直是人们不断努力的方向，除提高成像系统相关部件(如光学系统焦距和孔径、探测器等)的性能外，通过现代光学和数字信号处理技术提高光电成像分辨率已成为国内外发展的重要方向之一。基于离散面阵CCD/CM0S探测器的微扫描成像技术近年来备受国内外关注，已被证明是在探测器和光学系统限制下提高成像系统分辨率的有效方法。目前，微扫描成像技术已在航天航空光电成像系统、高性能热成像系统、高分辨率CCD成像系统中获得成功的应用，且概念、理论、算法和关键技术不断取得新的进展，展现出广阔的发展前景。尤其是对目前红外探测器性能近期无法显著提高的情况下，微扫描成像已经成为提高红外系统成像分辨率的重要方法。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种性能稳定的高分辨率的微扫描红外成像装置。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种高分辨率微扫描红外成像装置，该装置包括探测器驱动装置，所述探测器驱动装置的输出端与红外探测器的输入端控制连接，红外探测器的输出端与微扫描镜的控制输入端相连，微扫描镜的驱动输入端连接有微扫描镜驱动装置，微扫描镜的控制输出端与数据采集装置的输入端连接，数据采集装置的输出端与红外图像预处理装置的输入端相连，红外图像预处理装置的输出端分别与探测器驱动装置的输入端和红外微扫描图像重构装置的输入端控制连接，红外微扫描图像重构装置的输出端连接有微扫描图像视频合成装置。所述探测器驱动装置采用低抖动高精度时钟驱动源驱动红外探测器工作在高速、高帧频状态。所述数据采集装置采用采用多路同步模数转换电路采集红外探测器的高速输出。所述红外图像预处理装置采用流水线方式完成进行红外图像的处理。所述微扫描镜驱动装置采用压电陶瓷控制微扫描镜工作。所述红外微扫描图像重构装置采用大容量静态存储器进行数据储存。所述红外微扫描图像重构装置采用最近点插值法实时将微扫描镜成像的原始红外图像进行重构。所述红外微扫描图像重构装置采用大容量静态存储器进行数据存储。所述微扫描图像视频合成装置采用高帧频数字视频驱动电路进行图像显示。所述微扫描图像视频合成装置采用高速大容量先入先出存储器进行数据存储。本实用新型的高分辨率微扫描红外成像装置采用微扫描镜、微扫描图像重构装置等装置组成了高分辨率微扫描红外成像装置，该装置在红外探测器分辨率没有提高的前提下，通过光学成像和数字图像处理等技术手段达到了提高红外系统分辨率的目的，使得现有红外成像系统可以满足更加高端的技术指标要求。
图I是本实用新型高分辨率微扫描红外成像装置原理图；图2是本实用新型高分辨率微扫描红外成像装置实施例原理图。
具体实施方式
如图I所示为本实用新型高分辨率微扫描红外成像装置原理图，由图可知，该装置包括高分辨率探测器驱动装置，所述探测器驱动装置的输出端与红外探测器的输入端控 制连接，红外探测器的输出端与微扫描镜的控制输入端相连，微扫描镜的驱动输入端连接有微扫描镜驱动装置，微扫描镜的控制输出端与数据采集装置的输入端连接，数据采集装置的输出端与红外图像预处理装置的输入端相连，红外图像预处理装置的输出端分别与探测器驱动装置的输入端和红外微扫描图像重构装置的输入端控制连接，红外微扫描图像重构装置的输出端连接有微扫描图像视频合成装置。本实用新型驱动高分辨率红外探测器工作的探测器驱动装置采用低抖动高精度时钟驱动源驱动红外探测器工作在高速、高帧频状态；数据采集装置采用多路同步模数转换电路采集红外探测器数据并进行高速输出；采集数据进行红外图像预处理的装置采用流水线方式完成红外图像的非均匀性校正、坏元替换，保证了数据流的实时性；微扫描镜驱动装置采用压电陶瓷精确控制微扫描镜工作；红外微扫描图像重构装置采用大容量静态存储器储存预处理后的红外视频数据流；使用最近点插值法实时将通过微扫描镜成像的四帧原始红外图像重构为一帧高分辨率大面阵红外图像，通过大容量静态存储器乒乓操作的方式保证微扫描图像重构和数据采集的同步进行；微扫描图像视频合成装置采用高帧频数字视频驱动电路驱动微扫描后的红外视频显示，并采用高速大容量先入先出存储器缓冲微扫描后的红外视频流。如图2所示为本实用新型高分辨率微扫描红外成像装置实施例原理图，由图可知，该装置的红外图像预处理装置采用ALTERA公司现场可编程器件EP2S90F1020I7，现场可编程器件通过数字信号处理器TMS320LF2407与驱动微扫描镜的微扫描镜驱动器控制连接，微扫描镜的输出通过模数转换模块AD9240与现场可编程器件连接，现场可编程器件通过数字信号处理器ADSP21160通过串行通信模块XR16L2550进行串行通信；现场可编程器件外接有大容量先入先出存储器IDT72T2111，大容量先入先出存储器的输出端与DVI视频输出模块TFP410的输入端连接，视频输出模块的输出端连接有显示器；现场可编程器件外接有配置存储器EPCS64，数字信号处理器ADSP21160外接有程序存储器AM29LV06 和数据存储器W82M32，现场可编程器件和数字信号处理器ADSP21160通过静态存储器IDT70T633相互连接。另外，该装置还外接有电源模块和有源晶体振荡器。上述现场ALTERA公司现场可编程器件EP2S90F1020I7包括时钟管理模块、驱动控制模块、数据采集控制模块、非均匀校正模块、微扫描图像重构模块、视频合成控制器、双口存储器控制器、同步信号控制器、片内灰度变换存储器。其内部相互连接关系为时钟管理模块与微扫描图像重构模块、驱动控制模块、数据采集控制模块、非均匀校正装置、视频合成控制器、双口存储器控制器、同步信号控制器、片内灰度变换存储控制器相连，微扫描图像重构模块与双口存储器控制器、同步信号控制器、视频合成控制器相连。配置存储器EPCS64用于固化现场可编程器件EP2S90F1020I7的内部逻辑。上述数字信号处理器ADSP21160完成非均匀校正系数计算、红外图像直方图均衡、线性变换、灰度变换存储器的写入、与上位机的通信等功能。程序存储器AM29LV06 、数据存储器W82M32、串行通信模块XR16L2550辅助数字信号处理器ADSP21160完成上述功倉泛。上述的静态存储器IDT70T633作为微扫描图像的暂存器使用，在进行微扫描图像重构之前将红外探测器的输出暂存在静态存储器中，现场可编程器件在进行微扫描重构时从静态存储器中取出暂存图像，重构结束后将重构数据依次输入到大容量先入先出存储器IDT72T2111，最终驱动DVI视频输出模块TFP410输出高分辨率微扫描重构图像。驱动高分辨率红外探测器工作的装置为红外传感器提供驱动电压和约定的时序脉冲信号，数据采集装置按照红外传感器的工作频率采用多通道同步、依次采集红外传感 器输出并将采集结果顺序输入将采集数据进行红外图像预处理的装置。将采集数据进行红外图像预处理的装置采用流水线的方式完成红外图像的非均匀校正和坏元替换，然后将红外图像以帧为单位存入各个大容量静态存储器。每四帧红外图像采集存储结束后红外微扫描图像重构装置同时读取四帧红外图像并采用最近点插值法将四帧通过微扫描镜成像的图像重构为一帧图像，并且实时将重构后的图像数据流写入视频合成装置中的高速大容量先入先出存储器。视频合成装置按照约定的显示时序读取高速大容量先入先出存储器中的图像数据最后通过高帧频数字视频驱动电路实时显示重构后的红外微扫描图像。
权利要求1.一种高分辨率微扫描红外成像装置，其特征在于该装置包括探測器驱动装置，所述探测器驱动装置的输出端与红外探測器的输入端控制连接，红外探測器的输出端与微扫描镜的控制输入端相连，微扫描镜的驱动输入端连接有微扫描镜驱动装置，微扫描镜的控制输出端与数据采集装置的输入端连接，数据采集装置的输出端与红外图像预处理装置的输入端相连，红外图像预处理装置的输出端分别与探測器驱动装置的输入端和红外微扫描图像重构装置的输入端控制连接，红外微扫描图像重构装置的输出端连接有微扫描图像视频合成装置。
2.根据权利要求I所述的高分辨率微扫描红外成像装置，其特征在于所述探测器驱动装置采用低抖动高精度时钟驱动源驱动红外探測器工作在高速、高帧频状态。
3.根据权利要求I所述的高分辨率微扫描红外成像装置，其特征在于所述数据采集装置采用多路同步模数转换电路采集红外探測器的高速输出。
4.根据权利要求I所述的高分辨率微扫描红外成像装置，其特征在于所述微扫描镜驱动装置采用压电陶瓷控制微扫描镜工作。
5.根据权利要求I所述的高分辨率微扫描红外成像装置，其特征在于所述红外微扫描图像重构装置采用大容量静态存储器进行数据储存。
6.根据权利要求I所述的高分辨率微扫描红外成像装置，其特征在于所述红外微扫描图像重构装置采用大容量静态存储器进行数据存储。
7.根据权利要求I所述的高分辨率微扫描红外成像装置，其特征在于所述微扫描图像视频合成装置采用高帧频数字视频驱动电路进行图像显示。
8.根据权利要求I所述的高分辨率微扫描红外成像装置，其特征在于所述微扫描图像视频合成装置采用高速大容量先入先出存储器进行数据存储。
专利摘要本实用新型涉及一种高分辨率微扫描红外成像装置，包括探测器驱动装置，探测器驱动装置的输出端与探测器的输入端控制连接，探测器的输出端与微扫描镜的控制输入端相连，微扫描镜的驱动输入端连接有微扫描镜驱动装置，微扫描镜的控制输出端与数据采集装置的输入端连接，数据采集装置的输出端与红外图像预处理装置的输入端相连，预处理装置的输出端分别与探测器驱动装置的输入端和红外微扫描图像重构装置的输入端控制连接。本实用新型的高分辨率微扫描红外成像装置采用微扫描镜、微扫描图像重构装置组成了高分辨率微扫描红外成像装置，在红外探测器分辨率没有提高的前提下，通过光学成像和数字图像处理等技术手段达到了提高红外系统分辨率的目的。
文档编号H04N5/33GK202631121SQ20112052903
公开日2012年12月26日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者赵凯生, 汪江华, 李玉岩 申请人:中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所