CN102607715A - 一种热磁成像方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热成像技术领域，提供了一种热磁成像方法及装置。该装置包括顺序连接的红外热敏探测器、A/D转换器、磁信号增强模块、边缘锐化控制模块、D/A转换器、运算放大器，该装置在热磁成像在原有的红外热成像技术基础上，运用同极性相位背景补差技术，进行热信号与磁信号的叠加，增强了空间分辨率以及对目标像元的边缘锐化、非均匀校正、自动增益控制的自适应能力，可用作为夜视仪器，用于在夜间或恶劣气候条件下的侦察和监视；利用热磁成像仪作为跟踪、火控、制导等传感器；用于车辆、舰船、飞机等导航设备；民用方面，在工业上可用于无损探测，在医学上可用于诊断某些疾病。
Description
技术领域
本发明涉及热成像技术领域，提供了一种热磁成像方法及其装置。
背景技术
目前现有的热成像仪的探测焦平面处理的原始数字图像经过转换后，由于存在混叠现象难免产生模糊、边缘锐化差、锯齿形凸显。图像锐化的主要目的在于补偿图像轮廓、突出图像的边缘信息以使图像显得更为清晰，从而符合人类的视觉惰性观察习惯。图像锐化的实质是增强原图像的高频分量。常规的锐化算法以此为依据，对整幅图像进行高频增强。这就产生了一个问题：由于退化图像的高频分量既包含有效信息，又含有随机噪声，整体锐化的做法在增强原始信息的同时也放大了高频噪声，表现为图像经过锐化后出现明显的毛刺噪声。整体锐化之所以导致噪声放大，原因在于将所有像素高频分量不加区分地视为图像的轮廓和边缘，而忽略了其中也包含了噪声。
目前现有的热成像仪的探测器感应出的热电信号中有一部份的热磁红外交变小信号更无法进行放大识别提取，这部份的热磁红外交变信号都是判断目标与背景介质的细节，微弱信号通过锗、硒玻璃物镜辐射到VOX氧化钒焦平面阵列探测器上的，这些微弱小信号中存在着一定的低频、中频、高频热磁红外交变信号，尤其是小于17um以下的物标，这种信号若能拾取、进行有效放大与整形便可在恶劣环境状态下提高空间分辨率与温域背景补差效果，提高探测器的透雾、透尘能力，一般可提高15～20%的效果。
红外探测器是红外成像系统的关键部件,但红外图像的非均匀性直接影响系统的质量。因此解决非均匀性校正成了头等重要的问题。尽管世界范围内的FPA 非均匀性校正问题的研究工作、技术途径多种多样,但目前在商业上有推广价值的和军事上能够实用的还是两点法或扩展两点法和其它非线性校正方法,如神经网络校正法、时域高通滤波器法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有热成像整体锐化噪声大，图像经过锐化后出现明显的毛刺噪声等问题，提供了一种运用同极性相位背景补差技术，对热信号与磁信号的进行叠加，增强了空间分辨率以及对目标像元的边缘锐化、非均匀校正、自动增益控制的自适应能力的热磁成像方法及其装置。
本发明为实现上述目的采用以下技术方案：
一种热磁成像方法，步骤包括：
（1）被判断的物标与空气介质背景补差的热红外辐射信号与热磁交变信号，通过锗、硒玻璃物镜辐射到红外热敏探测器，红外热敏探测器将感应到的热红外辐射信号和热磁信号进行转换，形成模拟信号；
（2）前述信号进入A/D转换器进行模数转换；
（3）磁信号增强模块将步骤（2）中输出的数字信号，通过同极性相位叠加、拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权进行降噪处理；
（4）将前述经过降噪处理后的信号通过LC耦合振荡调制以获取热红外视频中的高频（波长12～14.5um）、中频（波长9.5～12um）、低频（波长7.2～9.5um）磁信号，再将这些磁信号进行反相放大、鉴相处理，并与步骤（2）输出的信号进行同极性视频信号二次叠加、整形放大，输出增强后的视频信号；
（5）前述信号进入边缘锐化控制模块，先使用边缘检测算法检出图像的所有边缘信息，最后对认定为边缘的像素进行微积分卷积码冗余度差错控制锐化处理，输出锐化后的视频信号；
（6）前述信号进入D/A转换器进行数模转换；
（7）运算放大器将模拟信号进行相位判别运算，同极性信号进行放大，最终输出增强后的视频信号。
进一步的说，所述磁信号增强模块对步骤（2）输出的信号进行饱和度的抽样、对比，识别出接收到的热磁信号强弱，当红外热敏探测器探测到物标与空气介质中的热敏感应信号过强时，由磁信号增强模块输出一个门槛箝位控制电压，由正负反馈电路分别同时抑制探测器焦平面内部的阵列光伏二极管的前端感应电压。这样由电子快门自动增益方式控制使停顿时间降到15毫秒（m/s）内，满足视觉惰性达到视觉连续要求（≥25帧/秒）。这种处理方式既避免了因外界复杂环境因素的非均匀信号过强造成烧坏焦平面阵列探测器的情况，同时保证了视频的连续性。
进一步的说，所述步骤（5）边缘锐化控制模块先用导数方法检出图像梯度信息，进而设定门限，将幅值最大的一部分梯度位置视为图像的边缘和轮廓，再以梯度二值化信息为依据，对原始图像进行两种高频分量增强，最后通过边缘锐化算法增强图像边缘和轮廓，输出最终的图像信号。
一种热磁成像装置，包括红外热敏探测器、A/D转换器、D/A转换器、运算放大器，其特征在于，还包括磁信号增强模块、边缘锐化控制模块，所述红外热敏探测器、A/D转换器、磁信号增强模块、边缘锐化控制模块、D/A转换器、运算放大器顺序连接。
进一步的说，所述磁信号增强模块对红外热敏探测器输出的信号进行饱和度的抽样、对比，识别出接收到的热磁信号强弱，当红外热敏探测器探测到物标与空气介质中的热敏感应信号过强时，由磁信号增强模块输出一个门槛箝位控制电压，由正负反馈电路分别同时抑制探测器焦平面内部的阵列光伏二极管的前端感应电压。
进一步的说，所述磁信号增强模块将A/D转换器输出的数字信号，进行同极性相位叠加、拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权处理以达到降噪效果，随后再将降噪处理后的信号进行LC耦合振荡调制以获取热红外视频中的高频、中频、低频，再将这些磁信号进行反相放大、鉴相处理，并与A/D转换器输出的信号进行同极性视频信号二次叠加、整形放大。
本发明具有以下有益效果：
一、本发明运用同极性相位背景补差技术，进行热信号与磁信号的叠加，增强了空间分辨率以及对目标像元的边缘锐化、非均匀校正、自动增益控制的自适应能力，可用于全天时全天候侦察，有效提高侦察部（分）队的侦察作战能力。
二、本发明通过热磁信号增强模块还原出微弱的视频分量中的热磁交变信号，提高探测器的空间与温差背景的分辨率。在极限范围内提高了探测器在恶劣环境中的宽动态透雾、透尘功能，使发现目标辨认距离得到了提高。
三、本发明边缘锐化控制模块使用边缘检测算法检出图像的所有边缘信息，所在的相位与极性信息进而设定阈值判决哪些是真正的边缘，哪些应被视为噪声信息，最后对认定为边缘的像素进行微积分卷积码冗余度差错控制锐化，从而认定为边缘的像素则保持原状达到边缘清淅处理。该算法形成的电路模块有很强的增强图像边缘和轮廓的能力，同时不会对图像产生噪声失真。
四、本发明非均匀校正自动控制技术的使用避免了因外界复杂环境因素的非均匀信号过强造成烧坏焦平面阵列探测器、有效克服了环境因素造成焦平面探测器出现死像元（盲元），提高了焦平面探测器的寿命，有效避免了强光、强磁环境下对探测器的损伤。
附图说明
图1为本发明的整体方法流程图；
图2为本发明的锐化控制电路模块实现逻辑原理；
图3为现有探测器中微弱的热磁信号提电路；
图4为本发明探测器中微弱的热磁信号提与电路；
图5为本发明非均匀校正自动控制电路图。
具体实施方式：
热磁成像仪在原有的红外热成像技术基础上，运用同极性相位背景补差技术，进行热信号与磁信号的叠加，增强了空间分辨率以及对目标像元的边缘锐化、非均匀校正、自动增益控制的自适应能力，可用于全天时全天候侦察，有效提高侦察部（分）队的侦察作战能力。
一种热磁成像方法，步骤包括：
（1）被判断的物标与空气介质背景补差的热红外辐射信号与热磁交变信号，通过锗、硒玻璃物镜辐射到红外热敏探测器，红外热敏探测器将感应到的热红外辐射信号和热磁信号进行转换，形成模拟信号；
（2）前述信号进入A/D转换器进行模数转换；
（3）磁信号增强模块将步骤（2）中输出的数字信号，通过同极性相位叠加、拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权进行降噪处理；
（4）将前述经过降噪处理后的信号通过LC耦合振荡调制以获取热红外视频中的高频（波长12～14.5um）、中频（波长9.5～12um）、低频（波长7.2～9.5um）磁信号，再将这些磁信号进行反相放大、鉴相处理，并与步骤（2）输出的信号进行同极性视频信号二次叠加、整形放大，输出增强后的视频信号；
（5）前述信号进入边缘锐化控制模块，先使用边缘检测算法检出图像的所有边缘信息，最后对认定为边缘的像素进行微积分卷积码冗余度差错控制锐化处理，输出锐化后的视频信号；
（6）前述信号进入D/A转换器进行数模转换；
（7）运算放大器将模拟信号进行相位判别运算，同极性信号进行放大，最终输出增强后的视频信号。
进一步的说，所述磁信号增强模块对步骤（2）输出的信号进行饱和度的抽样、对比，识别出接收到的热磁信号强弱，当红外热敏探测器探测到物标与空气介质中的热敏感应信号过强时，由磁信号增强模块输出一个门槛箝位控制电压，由正负反馈电路分别同时抑制探测器焦平面内部的阵列光伏二极管的前端感应电压。这样由电子快门自动增益方式控制使停顿时间降到15毫秒（m/s）内，满足视觉惰性达到视觉连续要求（≥25帧/秒）。这种处理方式既避免了因外界复杂环境因素的非均匀信号过强造成烧坏焦平面阵列探测器的情况，同时保证了视频的连续性。
进一步的说，所述步骤（5）边缘锐化控制模块先用导数方法检出图像梯度信息，进而设定门限，将幅值最大的一部分梯度位置视为图像的边缘和轮廓，再以梯度二值化信息为依据，对原始图像进行两种高频分量增强，最后通过边缘锐化算法增强图像边缘和轮廓，输出最终的图像信号。
一种热磁成像装置，包括红外热敏探测器、A/D转换器、D/A转换器、运算放大器，其特征在于，还包括磁信号增强模块、边缘锐化控制模块，所述红外热敏探测器、A/D转换器、磁信号增强模块、边缘锐化控制模块、D/A转换器、运算放大器顺序连接。
进一步的说，所述磁信号增强模块对红外热敏探测器输出的信号进行饱和度的抽样、对比，识别出接收到的热磁信号强弱，当红外热敏探测器探测到物标与空气介质中的热敏感应信号过强时，由磁信号增强模块输出一个门槛箝位控制电压，由正负反馈电路分别同时抑制探测器焦平面内部的阵列光伏二极管的前端感应电压。
进一步的说，所述磁信号增强模块将A/D转换器输出的数字信号，进行同极性相位叠加、拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权处理以达到降噪效果，随后再将降噪处理后的信号进行LC耦合振荡调制以获取热红外视频中的高频、中频、低频，再将这些磁信号进行反相放大、鉴相处理，并与A/D转换器输出的信号进行同极性视频信号二次叠加、整形放大。
边缘锐化处理
在拉普拉斯算子方式的基础上，采用了梯度微积分等效面积同极性相位的像元叠加，同时采用了中值加权滤波电路。有效克服了在边缘锐化的同时，降低了噪声系数与边缘锯齿波的凸显。
边缘检测图像锐化算法模块原理：图像锐化是一种补偿轮廓、突出边缘信息以使图像更为清晰的处理方法。锐化的目标实质：增强原始图像的高频成分。常规的锐化算法对整幅图像进行高频增强，结果呈现明显噪声。为此，在对锐化原理进行深入研究处理的基础上，采用边缘检测算法检出边缘高频信息，然后根据检出的边缘对图像进行高频增强的方法，有效地解决了图像锐化后的噪声问题，从而提高图像清晰度。
问题提出：
探测焦平面处理的原始数字图像经过转换后，由于存在混叠现象难免产生模糊、边缘锐化差、锯齿形凸显。图像锐化的主要目的在于补偿图像轮廓、突出图像的边缘信息以使图像显得更为清晰，从而符合人类的视觉惰性观察习惯。图像锐化的实质是增强原图像的高频分量。常规的锐化算法以此为依据，对整幅图像进行高频增强。这就产生了一个问题：由于退化图像的高频分量既包含有效信息，又含有随机噪声，整体锐化的做法在增强原始信息的同时也放大了高频噪声，表现为图像经过锐化后出现明显的毛刺噪声。
为此本电路是一种基于边缘检测的图像锐化方法，在实现锐化的同时，增加了一个特殊有效方案避免了放大噪声的问题。
现有整体锐化（锐化算法方程）
相对加强高频成分的方法在空间域上较常用的时反锐化掩模法。该方法在计算机中实现起来很方便，其基本算法如下：
g（x,y）=f（x,y）+C[f（x,y）-l（x,y）] （1）
其中f（x,y）为原始图像；l（x,y）是用人为方法模糊f（x,y）所得到的图像；C是常数，用以控制图像的锐化程度。式（1）中第二项的差值消除了原始图像的大部分低频成分，而较完整地保留了高频部分。因此，在第一项上叠加此差值的C倍，将增强图像的高频分量，而低频部分几乎不受影响。
在实现时，l（x,y）可用简单局部平均法计算，领域尺寸取3×3窗口，掩模为：
对图像上每一点算出l（x,y）后，代入式（1）即可求得g（x,y）值。例如，当取C=9时，对应于式（1）的掩模为：
此即为图像的一种反锐化掩模。根据C的取值，可以计算出不同的掩模。
将W1应用于图像上的每一点，可以方便快捷地实现图像锐化。但是，由于这种方法增强了图像整体的高频成分，在突出边缘和轮廓的同时也放大了高频噪声，导致锐化后的图像在非边缘区域出现明显的毛刺噪声，给观察者以失真的感觉。这一点同时也是其他常用的整体锐化算法的通病。因此，有必要研究一种方法来改进他。
为克服上述现有技术的不足采用以下设计思路：
整体锐化之所以导致噪声放大，原因在于将所有像素高频分量不加区分地视为图像的轮廓和边缘，而忽略了其中也包含了噪声。事实上，对于获取自实现世界的图像而言，与图像总体像素数量相比，轮廓和边缘总是占较小的比例，且其高频分量的幅值一般都比较高。针对这一点，考虑先使用边缘检测算法检出图像的所有边缘信息，所在的相位与极性信息进而设定阈值判决哪些是真正的边缘，哪些应被视为噪声信息，最后对认定为边缘的像素进行微积分卷积码冗余度差错控制锐化，从而认定为边缘的像素则保持原状达到边缘清淅处理。
边缘检测、边缘判决和二值化
边缘指的是图像中像素的值有突地方。常用的边缘检测方法有一阶导数和二阶导数方法。综合考虑算法的效率和边缘检测精度，选取一阶导数方法台的Sobel算子作为边缘检测器。
一阶导数方法将图像函数的梯度视为边缘，因此，基感动一阶导数的边缘检测算法实际上是通过如下公式求解图像的梯度幅度：
其中，G为图像梯度；Gx和Gy为分别始图像f（x，y）在X方向和Y方向上的偏导数。即：
梯度属于边续函数的概念，而了图像是离散函数方程所决定的，所以只能采取近似的计算方法。考虑到一阶导数是线性的， 且计算方法不因像素位置而改变，因此，对Gx和Gy的计算经常使用卷积来近似。目前已经提出了许多种不同的卷积算子，常用的有Roberts算子、Sobel算子。
Sobel算子是一种加权平均算法，即邻域的像素对当前像素产生的影响不是等价的，所以距离不同的像素具有不同的权值，对结果产生的影响也不同。一般距离越大，影响越小。Sobel对式（5）和式（6）提出如下的近似卷积算子：
对图像的每一点（上、下、左、右4边除外）求出Gx和Gy，然后代入式（1），即可求得该点的梯度幅值。
边缘判决：如前所述，虽然对图像上的每一点都可以求得一个梯度幅值，但图像轮廓和边缘处的梯度幅值应比其它位置高。基于这一点，可以使用式（9）来产生包含最终边缘信息的二值比图像。
式中T是一个非负门限值。适当选择T，可使二值化图像e（x，y）中只包含图像的主要轮廓和边缘的梯度幅值。
边缘锐化
得到e（x，y），就可以用来扩充式（1），从而实现数字图像的边缘锐化，具体算法如式（10）：
对图像上每一点，若e（x，y）＞0，则表示该处是边缘，因而使用反锐化掩模对该像素进行锐化；若e（x，y）=0，则表明该处不是边缘，不需锐化，该点像素值保持原状。
电路模块实现逻辑原理如图2所示
本锐化模块实现结果：先用传统的导数方法检出图像梯度信息，进而设定门限，将幅值最大的一部分梯度位置视为图像的边缘和轮廓，最后以梯度二值化信息为依据，对原始图像进行两种高频分量增强；并给出了模块内部的一种结合Sobel算子和反锐化掩模法的具体的图像边缘锐化算法。该算法形成的电路模块有很强的增强图像边缘和轮廓的能力，同时不会对图像产生噪声失真，突出了图像边缘轮廓与有效像元素的高频分量进行叠加增强。
磁增强技术
将A/ D转换器输出的视频信号，首先进行同极性相位叠加、拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权处理以达到降噪效果，随后再将降噪处理后的信号进行LC耦合振荡调制以获取热红外视频中的高频、中频、低频磁信号，再将这些磁信号进行反相放大、鉴相处理，并与原视频信号进行同极性视频信号二次叠加、整形放大，完成D/A数模转换，最终输出增强后的视频信号。
采用这种叠加振荡、调制输出的方式能够将热红外中交变的磁信号与热红外感应输出的视频信号（低频信号）进行二次积分放大整形。通过该方式实现的最大优点如下：
1、通过将微弱信号进行放大还原，提高了空间分辨率；
2、由于烟、雾遮挡造成的衰减后的微弱信号进行放大还原，并与原视频信号进行叠加，极大提高了穿尘透雾能力。
探测器中微弱的热磁信号提取方式与电路实现
现有前置AMP电路图3所示，R1、R2、R4为偏置电阻，CS1电抗很小，RS1被CS1旁路，对信号几乎无影响，但R1、R2产生的热噪声和过剩噪声会使放大器的电噪声增加影响前置放大器的低小信号性能，该信号恰是视频流中的主要信号。且在探测器感应出的热电信号中有一部份的热磁红外交变小信号更无法进行放大识别提取，这部份的热磁红外交变信号都是判断目标与背景介质的细节，微弱信号通过锗、硒玻璃物镜辐射到VOX氧化钒焦平面阵列探测器上的，这些微弱小信号中存在着一定的低频、中频、高频热磁红外交变信号，尤其是小于17um以下的物标，这种信号若能拾取、进行有效放大与整形便可在恶劣环境状态下提高空间分辨率与温域背景补差效果，提高探测器的透雾、透尘能力，一般可提高15～20%的效果。
为了降低前置放大电路的噪声，同时提取微弱的红外交变热磁信号，可将原始前置AMP电话路改为如图4所述电路：上述电路中，在R1、R2和场效应管的栅极之间增加一个电Rg1和一个旁路电容Cg1，同时采用一个场效应管J2代替上图1中的漏极偏压电阻R4，信号从R4和J2的漏极电阻Rs之间输出给次级电路处理。
在图4中，通过IC1与IC2组成的反相热磁红外微弱信号的放大与整形进行叠加输入，通过C1耦合至J1、J2放大降噪处理，在图4中，通过选择或调整Rg1和Cs1，使Cg1电抗小于R2，这样便可使偏置电阻R1及R2产生的高频噪声可以通过Cs1旁路，而不会通过场效应管J1，从而噪声不会被放大。另一方面，将场效应管J1的漏极与J2场效应管的源极相接，作为灵敏恒流源代替图1中的漏极偏压电阻R1，这样减小了漏极电阻及漏电流带来的寄生噪声影响，从而使该前置放大电路的噪声大幅度减小，并有效地将原始信号中的红外交变信号：视频流传输中的低频、中频像元素瞬态分量得到有效的拾取，并进入下一极叠加振荡器放大，还原出微弱的视频分量中的热磁交变信号，提高探测器的空间与温差背景的分辨率。在极限范围内提高了探测器在恶劣环境中的宽动态透雾、透尘功能，使发现目标辨认距离得到了提高。
非均匀校正技术：
非均匀校正自动控制电路图如图5所示
控制电路(A)部分
主要应用于手持热磁成像仪、车载热磁成像仪，当探测器焦平面探测到物标与空气介质中的热敏感应信号过强时（即过饱和信号时），由热磁信号增强模块控制器输出一个门槛箝位控制电压，该控制电压控制开关放大器T1工作，M1电机伺服遮挡板机械手自动挡住探测器焦平面前端锗玻璃透射到焦平面的热磁红外信号、抑制焦平面阵列输出信号，此时停顿2-3秒。这样以便达到因外界环境因素的非均匀信号过强造成烧坏氧化钒焦平面，避免了造成焦平面受损出现过多的死像元（盲元）。有效克服了强光、强磁干扰，这样延长探测器寿命。
控制电路（B）部分
主要应用于单目便携式热磁成像观察仪、远程连续变焦热磁成像仪，当探测器焦平面探测到物标与空气介质中的热敏感应信号过强时（即过饱和信号时），由热磁信号增强模块控制器输出一个门槛箝位控制电压，并由AMP-1放大整形后的快速触发电路，经正反馈电路AGC-A电路与负反馈AGC-B电路分别同时抑制探测器焦平面内部的阵列光伏二极管的前端感应电压，这样便达到保护探测器内的阵列像元感应电压处于正常的基准范围以内（一般氧化钒为≤1.0-2.0VPP），这样由电子快门AGC自动增益方式控制达到15毫秒（m/s）内的无延时停顿、满足视觉惰性达到视觉连续要求（≥25帧/秒）。避免了因外界复杂环境因素的非均匀信号过强造成烧坏焦平面阵列探测器、有效克服了环境因素造成焦平面探测器出现死像元（盲元），提高了焦平面探测器的寿命，有效避免了强光、强磁环境下对探测器的损伤。
非均匀耦合传输线瞬态响应灵敏度的实现方法
针对具有非线性负载的非均匀耦合传输线瞬态响应灵敏度分析困难的问题，提出了一种采用快速傅里叶变换的灵敏度分析方法——傅里叶变换法。该方法首先采用分段法将非均匀传输线均匀化，得到用无穷级数表示的非均匀传输矩阵，再通过对具有非线性负载的耦合传输线系统进行戴维宁等效，减少了瞬态响应非线性方程纽数目，加快了计算的收敛速度，最后借助快速傅里叶变换得出时域内的传输线瞬态响应灵敏度。傅里叶变换分析法无需对耦合传输线进行解耦，能够分析任意类型传输线及任意负载．采用该方法构成的电路转换器，能够在传输线分段数相同时，傅里叶变换法较微扰法的计算速度更快，当分段数大于16时，计算速度能提高37％以上，这样的瞬态处理方式大大的提高了探测器在环境应用中的空间分辨率，将探测器探测的微弱复合信号（热红外感应信号、热磁交变信号）得到最快的瞬态还原。
Claims (7)
1.一种热磁成像方法，步骤包括：
（1）被判断的物标与空气介质背景补差的热红外辐射信号与热磁交变信号，通过锗、硒玻璃物镜辐射到红外热敏探测器，红外热敏探测器将感应到的热红外辐射信号和热磁信号进行转换，形成模拟信号；
（2）前述信号进入A/D转换器进行模数转换；
（3）磁信号增强模块将步骤（2）中输出的数字信号，通过同极性相位叠加、拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权进行降噪处理；
（4）将前述经过降噪处理后的信号通过LC耦合振荡调制以获取热红外视频中的高频、中频、低频磁信号，再将这些磁信号进行反相放大、鉴相处理，并与步骤（2）输出的信号进行同极性视频信号二次叠加、整形放大，输出增强后的视频信号；
（5）前述信号进入边缘锐化控制模块，先使用边缘检测算法检出图像的所有边缘信息，最后对认定为边缘的像素进行微积分卷积码冗余度差错控制锐化处理，输出锐化后的视频信号；
（6）前述信号进入D/A转换器进行数模转换；
（7）运算放大器将模拟信号进行相位判别运算，同极性信号进行放大，最终输出增强后的视频信号。
2.根据权利要求1所述的一种热磁成像方法，其特征在于：磁信号增强模块对步骤（2）输出的信号进行饱和度的抽样、对比，识别出接收到的热磁信号强弱，当红外热敏探测器探测到物标与空气介质中的热敏感应信号过强时，由磁信号增强模块输出一个门槛箝位控制电压，由正负反馈电路分别同时抑制探测器焦平面内部的阵列光伏二极管的前端感应电压。
3.根据权利要求1所述的一种热磁成像方法，其特征在于：所述步骤（5）边缘锐化控制模块先用导数方法检出图像梯度信息，进而设定门限，将幅值最大的一部分梯度位置视为图像的边缘和轮廓，再以梯度二值化信息为依据，对原始图像进行两种高频分量增强，最后通过边缘锐化算法增强图像边缘和轮廓，输出最终的图像信号。
4.一种热磁成像装置，包括红外热敏探测器、A/D转换器、D/A转换器、运算放大器，其特征在于，还包括磁信号增强模块、边缘锐化控制模块，所述红外热敏探测器、A/D转换器、磁信号增强模块、边缘锐化控制模块、D/A转换器、运算放大器顺序连接。
5.根据权利要求4所述的一种热磁成像装置，其特征在于：所述磁信号增强模块对红外热敏探测器输出的信号进行饱和度的抽样、对比，识别出接收到的热磁信号强弱，当红外热敏探测器探测到物标与空气介质中的热敏感应信号过强时，由磁信号增强模块输出一个门槛箝位控制电压，由正负反馈电路分别同时抑制探测器焦平面内部的阵列光伏二极管的前端感应电压。
6.根据权利要求4所述的一种热磁成像装置，其特征在于：所述磁信号增强模块将A/D转换器输出的数字信号，进行同极性相位叠加、拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权处理以达到降噪效果，随后再将降噪处理后的信号进行LC耦合振荡调制以获取热红外视频中的高频、中频、低频，再将这些磁信号进行反相放大、鉴相处理，并与A/D转换器输出的信号进行同极性视频信号二次叠加、整形放大。
7.根据权利要求4所述的一种热磁成像装置，其特征在于：所述边缘锐化控制模块先用导数方法检出磁信号增强模块输出的图像梯度信息，进而设定门限，将幅值最大的一部分梯度位置视为图像的边缘和轮廓，再以梯度二值化信息为依据，对原始图像进行两种高频分量增强，最后通过边缘锐化算法增强图像边缘和轮廓，输出最终的图像信号。
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Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN103076097A (zh) * | 2013-01-06 | 2013-05-01 | 河北汉光重工有限责任公司 | 基于参照源的分段线性非均匀矫正方法 |
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| CN108444480A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-08-24 | 陈昌志 | 一种飞机着陆方法 |
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| CN114596683A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-06-07 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 入侵检测方法及装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2294604A (en) * | 1994-10-24 | 1996-05-01 | Marconi Gec Ltd | Thermal imaging using electro-magnetic induction |
| EP2244465A1 (en) * | 2009-04-23 | 2010-10-27 | Fluke Corporation | Lens position sensor for infrared cameras |
| CN201917398U (zh) * | 2010-11-05 | 2011-08-03 | 陈昌志 | 被动式红外热磁感应成像动态扫描仪 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2294604A (en) * | 1994-10-24 | 1996-05-01 | Marconi Gec Ltd | Thermal imaging using electro-magnetic induction |
| EP2244465A1 (en) * | 2009-04-23 | 2010-10-27 | Fluke Corporation | Lens position sensor for infrared cameras |
| CN201917398U (zh) * | 2010-11-05 | 2011-08-03 | 陈昌志 | 被动式红外热磁感应成像动态扫描仪 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103076097A (zh) * | 2013-01-06 | 2013-05-01 | 河北汉光重工有限责任公司 | 基于参照源的分段线性非均匀矫正方法 |
| CN103268594A (zh) * | 2013-05-17 | 2013-08-28 | 山东神戎电子股份有限公司 | 一种红外热像仪系统的盲元替换方法 |
| CN104236718A (zh) * | 2014-09-24 | 2014-12-24 | 国家电网公司 | 用于电力巡视的红外热成像仪及利用其的红外测温方法 |
| CN108444480A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-08-24 | 陈昌志 | 一种飞机着陆方法 |
| CN108444480B (zh) * | 2018-03-20 | 2021-06-04 | 陈昌志 | 一种飞机着陆方法 |
| US11346938B2 (en) | 2019-03-15 | 2022-05-31 | Msa Technology, Llc | Safety device for providing output to an individual associated with a hazardous environment |
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