基于GWIR 02 03 X1AD的红外图像处理技术

作     者：陈益新 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钱芸生

授予年度：2015年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 080203[工学-机械设计及理论] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 

主      题：非制冷红外探测 图像处理 广微积电 片上非均匀性校正 宽动态 细节增强算法 

摘      要：非制冷红外探测技术在军用、民用领域都具有重要而广泛的用途。非制冷红外焦平面是非制冷红外探测技术的核心，目前我国已有多家单位从事非制冷红外焦平面的研究和生产，相关产品也已投入市场。本文主要基于北京广微积电推出的GWIR0203 X1AD型非制冷红外焦平面进行软硬件开发并对宽动态红外图像细节增强算法进行了研究。\n 本文首先对非制冷红外探测技术的发展进行了介绍，并着重分析了国内相关领域近年来的进展以及与世界先进水平的差距;之后，基于GWIR0203 X1AD型国产焦平面的技术特点和使用要求进行了硬件设计，包括选择符合相关技术要求的供电芯片、提供高精度偏置电压和驱动TEC温控系统实现焦平面快速的温度响应和较高的温度稳定性，在安装焦平面的过程中结合硬件电路结构设计了红外焦平面在工作中的外部散热系统;在硬件正确配置的基础上，结合后端数据采集和处理的要求，在Altera CycloneⅢ FPGA平台上对焦平面进行正确的时序驱动，为焦平面提供驱动时钟、复位信号和帧有效信号，按照焦平面的时序要求正确输入包括行周期、积分时间和片上非均匀性校正(OCC)参数在内的配置数据;使用串口将红外图像传输至计算机，软件自动对比接收到的每个红外图像像素点的模拟输出值与标准模拟输出值的差别，据此对片上非均匀性校正(OCC)参数进行自动修改，从而修改单个像素点的模拟输出，实现片上非均匀性校正;在此基础上，对焦平面偏置电压自动调整进行了理论分析并对实现方式制定了技术方案，从而实现红外焦平面输出宽动态范围红外图像并被后端硬件电路正确采集;最后，针对输入红外图像与编码显示芯片之间动态范围的差异，研究了宽动态范围红外图像细节增强算法并给出了实现步骤和相关处理效果。