[发明专利]一种红外成像装置及其非均匀性处理方法

权利要求书

1.一种红外成像装置，其特征在于，所述装置包括红外探测器信号处理模块(M1)、红外探测器转接模块一(M2)、红外探测器转接模块二(M3)、红外成像装置壳体固定结构模块(M4)、红外成像装置光学镜头固定结构模块(M5)；

所述红外成像装置壳体固定结构模块(M4)包含红外成像装置下方固定结构(6)、红外成像装置上方固定结构(7)；所述红外成像装置下方固定结构(6)为一个上方具有开口、中空的、底部带有固定立柱的长方体结构，设置在所述红外成像装置的下方；所述红外成像装置上方固定结构(7)为一个上方具有圆形开口、正面带有螺纹固定孔，反面带有两组螺纹口固定立柱的的长方形结构，设置在所述红外成像装置的上方；

所述红外成像装置光学镜头固定结构模块(M5)包含红外成像装置光学镜头固定结构一(8)、红外成像装置光学镜头固定结构二(9)；所述红外成像装置光学镜头固定结构一(8)为具有固定孔的立体环状螺纹接口，通过固定孔与红外成像装置上方固定结构(7)固定连接，环状螺纹接口用于安装对应间距的红外光学镜头；所述红外成像装置光学镜头固定结构二(9)为具有固定孔的立体环状螺纹接口，通过固定孔与红外成像装置上方固定结构(7)固定连接，环状螺纹接口用于安装对应间距的红外光学镜头；

所述红外探测器信号处理模块(M1)包括探测器信号处理板(10)，其包含FPGA电路、TEC温控电路、快门控制电路、A/D采样电路、D/A输出电路、高精度偏置电压电路、电源管理电路；

所述红外探测器信号处理模块(M1)通过固定孔与红外成像装置下方固定结构(6)底部固定立柱连接，探测器转接模块一(M2)和探测器转接模块二(M3)分别与探测器信号处理模块(M1)通过接插件连接；

所述红外探测器转接模块一(M2)包括第一探测器信号转接板(11)、第一红外焦平面探测器(12)、第一快门组件(13)；所述第一红外焦平面探测器(12)焊接在第一探测器信号转接板(11)上；所述第一快门组件(13)包含电机、均匀涂层挡片和两个固定孔，具备开合和闭合两种状态；所述第一快门组件(13)通过两个固定孔安装在红外成像装置上方固定结构(7)下方螺纹口固定立柱上，确保所述第一快门组件(13)的均匀涂层挡片闭合时能够遮挡第一红外焦平面探测器(12)感光区域；

所述红外探测器转接模块二(M3)包括第二探测器信号转接板(14)、第二红外焦平面探测器(15)、第二快门组件(16)；所述第二红外焦平面探测器(15)焊接在第二探测器信号转接板(14)上；所述第二快门组件(16)包含电机、均匀涂层挡片和两个固定孔，具备开合和闭合两种状态；所述第二快门组件(16)通过两个固定孔安装在红外成像装置上方固定结构(7)下方螺纹口固定立柱上，确保所述第二快门组件(16)的均匀涂层挡片闭合时能够遮挡第二红外焦平面探测器(15)感光区域；

所述红外成像装置上方固定结构(7)能够盖合所述红外成像装置下方固定结构(6)，红外成像装置下方固定结构(6)与红外成像装置上方固定结构(7)固定构成红外成像装置外部结构件；

所述红外探测器信号处理模块(M1)产生红外成像装置工作所需工作电源、时序及驱动信号，并通过接插件传输给探测器转接模块一(M2)和探测器转接模块二(M3)；

所述红外探测器信号处理模块(M1)接收红外探测器转接模块一(M2)和红外探测器转接模块二(M3)输出的红外图像信号及温度信号，在红外探测器信号处理板(10)中进行信号调理、A/D采样量化后送入FPGA，FPGA对A/D采样量化后的信号进行非均匀性校正处理后显示输出；同时FPGA输出设定温度信号，该设定温度信号经D/A转换后实时调节探测器工作温度；

所述红外探测器转接模块一(M2)和红外探测器转接模块二(M3)接收红外探测器信号处理模块(M1)提供的工作时钟信号、控制信号及工作电源和偏置电压，向红外探测器信号处理模块(M1)提供红外图像信号及探测器衬底温度信号。

2.一种红外成像装置的非均匀性处理方法，其特征在于所述装置包括红外探测器信号处理模块(M1)、红外探测器转接模块一(M2)、红外探测器转接模块二(M3)、红外成像装置壳体固定结构模块(M4)、红外成像装置光学镜头固定结构模块(M5)；

所述红外成像装置壳体固定结构模块(M4)包含红外成像装置下方固定结构(6)、红外成像装置上方固定结构(7)；所述红外成像装置下方固定结构(6)为一个上方具有开口、中空的、底部带有固定立柱的长方体结构，设置在所述红外成像装置的下方；所述红外成像装置上方固定结构(7)为一个上方具有圆形开口、正面带有螺纹固定孔，反面带有两组螺纹口固定立柱的的长方形结构，设置在所述红外成像装置的上方；

所述红外成像装置光学镜头固定结构模块(M5)包含红外成像装置光学镜头固定结构一(8)、红外成像装置光学镜头固定结构二(9)；所述红外成像装置光学镜头固定结构一(8)为具有固定孔的立体环状螺纹接口，通过固定孔与红外成像装置上方固定结构(7)固定连接，环状螺纹接口用于安装对应间距的红外光学镜头；所述红外成像装置光学镜头固定结构二(9)为具有固定孔的立体环状螺纹接口，通过固定孔与红外成像装置上方固定结构(7)固定连接，环状螺纹接口用于安装对应间距的红外光学镜头；

所述红外探测器信号处理模块(M1)包括探测器信号处理板(10)，其包含FPGA电路、TEC温控电路、快门控制电路、A/D采样电路、D/A输出电路、高精度偏置电压电路、电源管理电路；

所述红外探测器信号处理模块(M1)通过固定孔与红外成像装置下方固定结构(6)底部固定立柱连接，探测器转接模块一(M2)和探测器转接模块二(M3)分别与探测器信号处理模块(M1)通过接插件连接；

所述红外探测器转接模块一(M2)包括第一探测器信号转接板(11)、第一红外焦平面探测器(12)、第一快门组件(13)；所述第一红外焦平面探测器(12)焊接在第一探测器信号转接板(11)上；所述第一快门组件(13)包含电机、均匀涂层挡片和两个固定孔，具备开合和闭合两种状态；所述第一快门组件(13)通过两个固定孔安装在红外成像装置上方固定结构(7)下方螺纹口固定立柱上，确保所述第一快门组件(13)的均匀涂层挡片闭合时能够遮挡第一红外焦平面探测器(12)感光区域；

所述红外探测器转接模块二(M3)包括第二探测器信号转接板(14)、第二红外焦平面探测器(15)、第二快门组件(16)；所述第二红外焦平面探测器(15)焊接在第二探测器信号转接板(14)上；所述第二快门组件(16)包含电机、均匀涂层挡片和两个固定孔，具备开合和闭合两种状态；所述第二快门组件(16)通过两个固定孔安装在红外成像装置上方固定结构(7)下方螺纹口固定立柱上，确保所述第二快门组件(16)的均匀涂层挡片闭合时能够遮挡第二红外焦平面探测器(15)感光区域；

所述红外成像装置上方固定结构(7)能够盖合所述红外成像装置下方固定结构(6)，红外成像装置下方固定结构(6)与红外成像装置上方固定结构(7)固定构成红外成像装置外部结构件；

所述红外探测器信号处理模块(M1)产生红外成像装置工作所需工作电源、时序及驱动信号，并通过接插件传输给探测器转接模块一(M2)和探测器转接模块二(M3)；

所述红外探测器信号处理模块(M1)接收红外探测器转接模块一(M2)和红外探测器转接模块二(M3)输出的红外图像信号及温度信号，在红外探测器信号处理板(10)中进行信号调理、A/D采样量化后送入FPGA，FPGA对A/D采样量化后的信号进行非均匀性校正处理后显示输出；同时FPGA输出设定温度信号，该设定温度信号经D/A转换后实时调节探测器工作温度；

所述红外探测器转接模块一(M2)和红外探测器转接模块二(M3)接收红外探测器信号处理模块(M1)提供的工作时钟信号、控制信号及工作电源和偏置电压，向红外探测器信号处理模块(M1)提供红外图像信号及探测器衬底温度信号；

所述方法包含硬件电路校正、单点及两点定标自适应校正方法，采取以下步骤：

步骤1：装置上电，执行装置初始化，初始化AD采样参考时钟和基准参考电压，产生红外第一红外焦平面探测器(12)和第二红外焦平面探测器(15)工作所需偏置电压；执行完成后，执行步骤2；

步骤2：采集红外第一红外焦平面探测器(12)和第二红外焦平面探测器(15)衬底温度，判断是否达到设定温度，若达到设定温度执行步骤3，否则执行温度调节到设定温度；

步骤3：产生第一红外焦平面探测器(12)和第二红外焦平面探测器(15)工作所需时序信号，对探测器输出信号采样量化送入FPGA；执行完成后，执行步骤4；

步骤4：根据红外第一红外焦平面探测器(12)和第二红外焦平面探测器(15)采样量化后的每行图像信号，计算生成A/D采样动态参考基准电压；执行完成后，执行步骤5；

步骤5：判断成像装置工作模式，若为标定模式则执行步骤6；若为校正模式则执行步骤8；

步骤6：设定黑体工作温度区间(T1～TN)，保存每个温度区间8帧图像数据，根据两点标定算法计算(T1～TN)校正系数和盲元信息；执行完成后，执行步骤7；

步骤7：将校正系数和盲元信息存入外部非易失性存储介质，供校正模式使用；

步骤8：获取探测器当前衬底温度，读取对应温度区间校正系统和盲元信息；对探测器图像数据进行校正处理；执行完成后，执行步骤9和步骤10；

步骤9：对校正处理后的图像数据，生成标准输出视频时序，显示输出图像；

步骤10：计算判断当前温度区间图像均值与设定校正系数差值是否达到偏置系数修正阈值，若不需修正执行步骤8，若需修改执行步骤11；

步骤11：采用单点标定法重新计算当期温度区间偏置系数，执行步骤7。