本文關(guān)鍵詞：高靈敏度推掃式紅外相機(jī)圖像采集與處理技術(shù)研究

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【摘要】：隨著紅外成像技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)紅外系統(tǒng)的探測(cè)靈敏度也有了更高的要求,高靈敏度的紅外成像系統(tǒng)在識(shí)別微小溫差,獲取目標(biāo)溫度細(xì)節(jié)上具有明顯優(yōu)勢(shì)。這在太空探索、目標(biāo)識(shí)別、醫(yī)學(xué)診斷、地震和氣候預(yù)報(bào)等方面具有重要意義。推掃成像是紅外相機(jī)的一種重要的成像方式,在航天和衛(wèi)星遙感領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,相比于單元掃描和多元并掃,其能獲得相對(duì)較長(zhǎng)的目標(biāo)駐留時(shí)間,進(jìn)而增加對(duì)目標(biāo)的曝光時(shí)間來提高系統(tǒng)探測(cè)靈敏度。本課題以推掃式紅外相機(jī)在衛(wèi)星遙感領(lǐng)域的應(yīng)用為背景,為了提高相機(jī)的探測(cè)靈敏度,研制了一套基于FPGA的紅外相機(jī)信息采集與處理系統(tǒng),并在K508長(zhǎng)波紅外探測(cè)器上得以實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)采用細(xì)分采樣疊加技術(shù)和數(shù)字TDI技術(shù)相結(jié)合的方式提高探測(cè)靈敏度,特別適合于電荷容量小,積分時(shí)間短的紅外探測(cè)器。本文的研究重點(diǎn)大致為以下幾個(gè)方面:1.系統(tǒng)的闡述了紅外成像的原理和意義,并對(duì)本領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。2.對(duì)推掃式紅外成像系統(tǒng)各部分的噪聲做了具體的分析,并對(duì)相關(guān)的噪聲消除技術(shù)做了介紹;在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)的分析和計(jì)算了細(xì)分采樣疊加和數(shù)字TDI對(duì)系統(tǒng)信噪比的影響,并提出了結(jié)合這兩種方法來提高推掃式紅外相機(jī)系統(tǒng)靈敏度的方案。3.利用K508長(zhǎng)波紅外探測(cè)器,設(shè)計(jì)了一套基于FPGA的圖像采集與處理系統(tǒng),該系統(tǒng)實(shí)時(shí)的實(shí)現(xiàn)了四路圖像信號(hào)的采集、圖像背景的消除和非均勻校正、細(xì)分采樣累加、數(shù)字TDI等功能。4.對(duì)K508成像系統(tǒng)做了靈敏度測(cè)試與成像工作,結(jié)果表明實(shí)際測(cè)試與理論計(jì)算相差不大且該系統(tǒng)能達(dá)到NETD優(yōu)于5mk的結(jié)果,驗(yàn)證了方案的正確性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP751

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本文編號(hào)：1209982