RU185693U1 - Устройство электронной обработки тепловизионных изображений - Google Patents
Устройство электронной обработки тепловизионных изображений Download PDFInfo
- Publication number
- RU185693U1 RU185693U1 RU2018127763U RU2018127763U RU185693U1 RU 185693 U1 RU185693 U1 RU 185693U1 RU 2018127763 U RU2018127763 U RU 2018127763U RU 2018127763 U RU2018127763 U RU 2018127763U RU 185693 U1 RU185693 U1 RU 185693U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- video signal
- image
- input
- output
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
- H04N5/33—Transforming infrared radiation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к технике формирования и передачи изображений, а точнее к тепловидению. Техническим результатом является повышение качества тепловизионного изображения. Результат достигается тем, что устройство электронной обработки тепловизионных изображений совместно с модулем фотоприемным матричным формата 640×512 фоточувствительных элементов на спектральный диапазон 3,7-4,8 023 мкм и микрокриогенной системой выполняет преобразование теплового изображения объектов, сформированного в плоскости ФЧЭ, в стандартный аналоговый видеосигнал для отображения на телевизионном мониторе и в цифровой видеосигнал для использования в аппаратуре. При этом повышение качества изображения достигается за счет увеличения размера матрицы, разрядности АЦП, дополнительной цифровой обработки.
Description
Полезная модель относится к технике формирования и передачи изображений, а точнее к тепловидению и предназначена для использования в бортовых системах видеонаблюдения.
Известен тепловизор на основе «смотрящей» матрицы формата 128×128 [Прикладная физика 2 - 1999, стр. 50-54]. Указанный тепловизор содержит матрицу фотоприемников, микрокриогенную систему типа Сплит-Стирлинга, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и блок цифровой обработки, причем блок цифровой обработки, состоящий из центрального процессора (ЦП), ОЗУ и ПЗУ, выполняет двухточечную коррекцию неравномерности чувствительности и осуществляет алгоритм устранения из изображения дефектных элементов. На выходе блока формируется стандартный телевизионный сигнал с частотой кадров 25 Гц.
Данное устройство имеет следующие недостатки:
невысокая предельная температурная чувствительность;
недостаточная контрастность изображения;
недостаточное качество изображения.
Известен тепловизор на основе "смотрящей" матрицы формата 256×256 (патент SU 2454022 АО «НИИ «Субмикрон») состоящий из объектива, матрицы фотоприемников, микрокриогенной системы (МКС), блока управления МКС, двух АЦП, блока управления, общего блока управления, блока вторичной обработки, ЦАП, телевизора, блока цифровой обработки, аналогового и цифрового выходов видеосигналов, в котором с целью увеличения быстродействия за счет уменьшения задержки выходных данных относительно входных, передача данных осуществляется по стандартному интерфейсу Camera Link (Патент RU 2454022, H04N 5/33, 2011).
Данное устройство также имеет недостаточное разрешение из-за малоразмерного формата матрицы, ограниченные показатели качества изображения.
Наиболее близким по техническому решению является принятое за прототип устройство электронной обработки сигналов матричных фотоприемных устройств [Патент RU 85781, H04N 5/33, 10.08.2009], содержащее восемь дифференциальных усилителей, восемь аналого-цифровых преобразователей, первый и второй блоки ввода информации, блок формирования видеосигнала, первый и второй блоки видеопамяти, цифроаналоговый преобразователь, модуль микроконтроллера и генератор синхроимпульсов, подключенный выходом к входам синхронизации первого и второго блоков ввода информации, блока формирования видеосигнала и модуля микроконтроллера. Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемой ПМ, являются: восемь аналого-цифровых преобразователей, генератор синхроимпульсов, блок видеопамяти, блок формирования аналогового видеосигнала, микроконтроллер.
Недостатками являются низкое быстродействие и дублирование блоков обработки информации, отсутствие цифрового видеосигнала, ограниченные возможности коррекции и повышения качества видеосигнала.
Задача предлагаемого устройства - повышение качества изображения.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение качества изображения.
Результат достигается тем, что устройство электронной обработки тепловизионных изображений, включающее восемь АЦП, генератор синхроимпульсов, блок видеопамяти, блок формирования аналогового видеосигнала, микроконтроллер, дополнительно содержит блок вычитания постоянной составляющей сигналов каждого ФЧЭ, блок двухточечной коррекции неоднородности чувствительности ФЧЭ, блок деселекции отдельных дефектных ФЧЭ и кластеров, состоящих из рядом расположенных ФЧЭ, блок формирования цифрового видеосигнала, блок автоматизированной регулировки яркости и контраста телевизионного изображения с нелинейным преобразованием электронных сигналов в яркость телевизионного изображения, блок изменения полярности формируемого изображения: позитивное и негативное, блок электронного масштабирования в два раза по отношению к формируемому изображению, блок регулировки времени накопления фототока в ручном режиме, блок работы в оконном режиме, блок связи и управления режимами работы от аппаратуры применения или технологического пульта по интерфейсу RS-485, при этом выходы фотоприемного модуля соединены с входами АЦП, выходы АЦП соединены с входами блока подстройки фазы, а его выходы соединяются с входами блока усреднения кадров, электронные сигналы с которого поступают в блоки вычитания фона, коррекции неоднородности чувствительности, коррекции неисправных пикселей и на вход процессора, первый выход которого соединен с входом контроллера прямого доступа к памяти FLASH и ОЗУ, второй выход - с контроллером памяти EEPROM, третий выход процессора соединен с входом приемопередатчика RS-485, четвертый выход процессора соединен с блоком управления калибровкой, при этом данные с ОЗУ через блоки коррекции, регулировки контраста и наложения графических меток поступают в формирователи сигналов CameraLink и полного телевизионного сигнала, который подается на вход цифроаналогового преобразователя.
Устройство электронной обработки тепловизионных изображений совместно с модулем фотоприемным матричным (МФП) формата 640×512 фоточувствительных элементов (ФЧЭ) на спектральный диапазон 3,7-4,8 мкм, и микрокриогенной системой охлаждения (МКС) включает восемь АЦП, процессор со специализированным программным обеспечением, пять регистров оперативной памяти, два ПЗУ, выполняет преобразование теплового изображения объектов, сформированного в плоскости ФЧЭ, в стандартный аналоговый видеосигнал для отображения на телевизионном мониторе и в цифровой видеосигнал для использования в бортовой аппаратуре. При этом повышение качества изображения достигается за счет увеличения разрядности АЦП (16 разрядов), за счет увеличения размера матрицы, и за счет дополнительной цифровой обработки: вычитания фона, постоянной составляющей сигналов каждого ФЧЭ, двухточечной коррекцией неоднородности чувствительности ФЧЭ, деселекцией дефектных ФЧЭ, нелинейным (близким к логарифмическому закону) преобразованием электронных сигналов в яркость телевизионного изображения. Для управления и связи используется интерфейс RS-485, а для передачи цифровых данных - Camera Link.
Аппаратная часть устройства электронной обработки тепловизионных изображений включает три блока: блок сопряжения БС, состоящий из восьми АЦП 1-8, двух буферных блоков 9,10 и модуля фотоприемного 11, блок обработки сигналов БОС на основе ПЛИС «Altera» и блок питания.
На фиг. 1 приведена структурная схема заявляемого устройства;
на фиг. 2 представлен внешний вид блоков:
а - блок обработки сигналов (БОС),
б - блок питания (БП),
в - блок сопряжения (БС).
В результате применения современной элементной базы с использованием ПЛИС, оригинального программного обеспечения, оптимизации взаимодействия отдельных блоков разработано и изготовлено устройство электронной обработки тепловизионных изображений, которое обеспечивает следующие функции и характеризуется параметрами, приведенными в таблице 1:
а) вычитание постоянной составляющей сигналов каждого ФЧЭ;
б) двухточечную коррекцию неоднородности чувствительности ФЧЭ;
в) деселекцию отдельных дефектных ФЧЭ и кластеров состоящих из нескольких рядом расположенных ФЧЭ;
г) формирование цифрового видеосигнала;
д) формирование стандартного аналогового видеосигнала для вывода изображения на телевизионный монитор;
е) автоматизированную регулировку яркости и контраста телевизионного изображения с нелинейным (близким к логарифмическому закону) преобразованием сигналов в яркость телевизионного изображения;
ж) изменение полярности формируемого изображения: позитивное (горячий - белый) и негативное (горячий - черный);
з) электронное масштабирование в два раза по отношению к формируемому изображению;
и) регулировку времени накопления фототока в ручном режиме; к) возможность работы в «оконном» режиме;
л) встроенный контроль готовности;
м) дополнительную обработку изображения;
н) формирование импульсов управления и напряжений питания блока сопряжения и микрокриогенной системы охлаждения (МКС);
о) связь и управление режимами работы от аппаратуры применения или технологического пульта по интерфейсу RS-485;
п) формирование цифрового видеосигнала по утвержденному протоколу;
р) формирование полного аналогового видеосигнала для вывода изображения на телевизионный черно-белый монитор в соответствии с ГОСТ 7845-92.
Устройство работает следующим образом. Аналоговые сигналы с модуля фотоприемного 11 поступают на входы аналогово-цифровых преобразователей 1-8. С выходов АЦП через блок подстройки фазы 15 и десериализаторы 16, восстанавливающие структуру данных из битовой последовательности, сигналы поступают в блоки усреднения кадров 17, вычитания фона 18, коррекции неравномерности чувствительности 19 и деселекции неисправных ФЧЭ 20, а также в блоки управления калибровкой 38, 39, 40 и через вычислитель среднего по кадру 41 - на вход процессора NIOSII. Указанные блоки соединены с оперативными запоминающими устройствами (ОЗУ) 32-35. В процессоре NIOSII реализованы алгоритмы выбора диапазона 42 и текущей калибровки 43, а также программы декодирования и выполнения команд приемопередатчика 47, инициализации устройств и блоков 48, тестирования памяти 44 и обновления программного обеспечения 49. Выходы процессора соединены со входами контроллеров памяти 36, 37, 50, 51 и приемопередатчика 46, с помощью которого осуществляется передача и контроль импульсов управления фотоприемным модулем и микрокриогенной системой. Данные с ОЗУ 32-35 и ПЗУ 45 через блоки коррекции 19, 20, регулировки контраста 21, 22, наложения графических меток 23, гамма-коррекции 24 и масштабирования 25 передаются в устройство формирования цифрового сигнала 26 и в ОЗУ 27. Кроме того, сигнал с блока масштабирования изображения 25 поступает в блок формирователя полного телевизионного аналогового сигнала 28, который через устройство гальванической развязки 30 подается на вход цифроаналогового преобразователя 31, где преобразуется в аналоговый телевизионный сигнал с последующей передачей с выхода ЦАП на вход ВКУ. Для синхронизации приема, обработки и вывода сигналов изображения используются генераторы синхросигналов фотоприемной матрицы 14, аналого-цифровых преобразователей 13 и аналогового выхода 29, а также блок управления фазой 12. Предлагаемое устройство позволяет получить видеоизображение высоко качества в реальном масштабе времени.
Claims (1)
- Устройство электронной обработки тепловизионных изображений, включающее восемь АЦП, генератор синхроимпульсов, блок видеопамяти, блок формирования аналогового видеосигнала, микроконтроллер, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок вычитания постоянной составляющей сигналов каждого ФЧЭ, блок двухточечной коррекции неоднородности чувствительности ФЧЭ, блок деселекции отдельных дефектных ФЧЭ и кластеров, состоящих из рядом расположенных ФЧЭ, блок формирования цифрового видеосигнала, блок автоматизированной регулировки яркости и контраста телевизионного изображения с нелинейным преобразованием электронных сигналов в яркость телевизионного изображения, блок изменения полярности формируемого изображения: позитивное и негативное, блок электронного масштабирования в два раза по отношению к формируемому изображению, блок регулировки времени накопления фототока в ручном режиме, блок работы в оконном режиме, блок связи и управления режимами работы от аппаратуры применения или технологического пульта по интерфейсу RS-485, при этом выходы фотоприемного модуля соединены с входами АЦП, выходы АЦП соединены с входами блока подстройки фазы, а его выходы соединяются с входами блока усреднения кадров, электронные сигналы с которого поступают в блоки вычитания фона, коррекции неоднородности чувствительности, коррекции неисправных пикселей и на вход процессора, первый выход которого соединен с входом контроллера прямого доступа к памяти FLASH и ОЗУ, второй выход - с контроллером памяти EEPROM, третий выход процессора соединен с входом приемопередатчика RS-485, четвертый выход процессора соединен с блоком управления калибровкой, при этом данные с ОЗУ через блоки коррекции, регулировки контраста и наложения графических меток поступают в формирователи сигналов CameraLink и полного телевизионного сигнала, который подается на вход цифроаналогового преобразователя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018127763U RU185693U1 (ru) | 2018-07-27 | 2018-07-27 | Устройство электронной обработки тепловизионных изображений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018127763U RU185693U1 (ru) | 2018-07-27 | 2018-07-27 | Устройство электронной обработки тепловизионных изображений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU185693U1 true RU185693U1 (ru) | 2018-12-14 |
Family
ID=64754412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018127763U RU185693U1 (ru) | 2018-07-27 | 2018-07-27 | Устройство электронной обработки тепловизионных изображений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU185693U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199927U1 (ru) * | 2020-05-12 | 2020-09-29 | Акционерное общество "Особое конструкторско-технологическое бюро "Омега" | Устройство для получения и стабилизации тепловизионного изображения |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU85781U1 (ru) * | 2009-05-20 | 2009-08-10 | ООО Научно-исследовательский центр супер-ЭВМ и нейрокомпьютеров | Устройство электронной обработки сигналов матричных фотоприемных устройств |
RU2382516C2 (ru) * | 2008-04-14 | 2010-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие научно-исследовательский институт "Субмикрон" | Тепловизор на основе "смотрящей" матрицы формата 256×256 |
RU2423016C1 (ru) * | 2009-12-22 | 2011-06-27 | Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН (ИФП СО РАН) | Способ электронной обработки сигналов фотоприемника при формировании изображения и устройство для его осуществления |
US8189050B1 (en) * | 2006-07-19 | 2012-05-29 | Flir Systems, Inc. | Filtering systems and methods for infrared image processing |
RU2454022C1 (ru) * | 2011-05-05 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Субмикрон" | Тепловизор на основе "смотрящей" матрицы формата 256х256 |
US20140092257A1 (en) * | 2011-06-10 | 2014-04-03 | Flir Systems, Inc. | Non-uniformity correction techniques for infrared imaging devices |
US20140098238A1 (en) * | 2011-06-10 | 2014-04-10 | Flir Systems, Inc. | Infrared camera system architectures |
US9635285B2 (en) * | 2009-03-02 | 2017-04-25 | Flir Systems, Inc. | Infrared imaging enhancement with fusion |
-
2018
- 2018-07-27 RU RU2018127763U patent/RU185693U1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8189050B1 (en) * | 2006-07-19 | 2012-05-29 | Flir Systems, Inc. | Filtering systems and methods for infrared image processing |
RU2382516C2 (ru) * | 2008-04-14 | 2010-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие научно-исследовательский институт "Субмикрон" | Тепловизор на основе "смотрящей" матрицы формата 256×256 |
US9635285B2 (en) * | 2009-03-02 | 2017-04-25 | Flir Systems, Inc. | Infrared imaging enhancement with fusion |
RU85781U1 (ru) * | 2009-05-20 | 2009-08-10 | ООО Научно-исследовательский центр супер-ЭВМ и нейрокомпьютеров | Устройство электронной обработки сигналов матричных фотоприемных устройств |
RU2423016C1 (ru) * | 2009-12-22 | 2011-06-27 | Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН (ИФП СО РАН) | Способ электронной обработки сигналов фотоприемника при формировании изображения и устройство для его осуществления |
RU2454022C1 (ru) * | 2011-05-05 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Субмикрон" | Тепловизор на основе "смотрящей" матрицы формата 256х256 |
US20140092257A1 (en) * | 2011-06-10 | 2014-04-03 | Flir Systems, Inc. | Non-uniformity correction techniques for infrared imaging devices |
US20140098238A1 (en) * | 2011-06-10 | 2014-04-10 | Flir Systems, Inc. | Infrared camera system architectures |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199927U1 (ru) * | 2020-05-12 | 2020-09-29 | Акционерное общество "Особое конструкторско-технологическое бюро "Омега" | Устройство для получения и стабилизации тепловизионного изображения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI326443B (en) | Dynamic gamma correction circuit, method thereof and plane display device | |
US8218868B2 (en) | Method and apparatus for enhancing images | |
CN102724400B (zh) | 图像处理设备及其控制方法 | |
US20150036001A1 (en) | Imaging apparatus | |
JP6341396B1 (ja) | 動体監視装置、サーバ装置、および動体監視システム | |
TW200509687A (en) | A system and process for generating high dynamic range video | |
CN101304482A (zh) | 减少图像传感器的闪烁的方法和装置 | |
CN102984463A (zh) | 图像处理方法及系统 | |
CN105841821B (zh) | 基于定标的无挡片的非均匀性校正装置及其方法 | |
JP2007067571A (ja) | 画像処理装置 | |
CN112651903A (zh) | 红外热像仪图像预处理系统及其预处理方法 | |
RU185693U1 (ru) | Устройство электронной обработки тепловизионных изображений | |
JP2016197853A (ja) | 評価装置、評価方法およびカメラシステム | |
CN106504217B (zh) | 图像处理方法、图像处理装置、成像装置及电子装置 | |
US11528466B2 (en) | Method and system to calibrate a camera clock using flicker | |
CN112714301B (zh) | 双模态图像信号处理器和图像传感器 | |
JP2009200743A (ja) | 画像処理装置および画像処理方法および画像処理プログラムおよび撮像装置 | |
CN106404185B (zh) | 凝视型数字化红外成像组件 | |
KR101217476B1 (ko) | 이미지 신호 처리를 위한 장치 및 방법 | |
CN106686363B (zh) | 显示终端中的信号混合处理方法及装置 | |
TWI581632B (zh) | 影像產生方法及影像拍攝裝置 | |
CN105323493B (zh) | 局部增强装置、多重曝光影像系统以及局部增强方法 | |
JP2008263313A (ja) | 画像処理装置および画像処理プログラム | |
JP2020108022A (ja) | 撮像装置、撮像システム、移動体及び撮像装置の制御方法 | |
CN112702588B (zh) | 双模态图像信号处理器和双模态图像信号处理系统 |