RU199927U1 - Устройство для получения и стабилизации тепловизионного изображения - Google Patents

Устройство для получения и стабилизации тепловизионного изображения Download PDF

Info

Publication number
RU199927U1
RU199927U1 RU2020116600U RU2020116600U RU199927U1 RU 199927 U1 RU199927 U1 RU 199927U1 RU 2020116600 U RU2020116600 U RU 2020116600U RU 2020116600 U RU2020116600 U RU 2020116600U RU 199927 U1 RU199927 U1 RU 199927U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
output
image
input
microbolometric
Prior art date
Application number
RU2020116600U
Other languages
English (en)
Inventor
Иван Юрьевич Грицкевич
Виктор Екимович Удальцов
Александр Сергеевич Мазуров
Алексей Анатольевич Осетров
Original Assignee
Акционерное общество "Особое конструкторско-технологическое бюро "Омега"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Особое конструкторско-технологическое бюро "Омега" filed Critical Акционерное общество "Особое конструкторско-технологическое бюро "Омега"
Priority to RU2020116600U priority Critical patent/RU199927U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU199927U1 publication Critical patent/RU199927U1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33Transforming infrared radiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к технике формирования и передачи изображений, а точнее к тепловидению, и предназначена для использования в бортовых системах видеонаблюдения. Устройство для получения и стабилизации тепловизионного изображения в диапазоне длин волн от 3 мкм до 12 мкм содержит объектив, микроболометрическую матрицу формата 800×600, блок считывания, блок обработки сигнала, блок питания, а также блок коррекции и форматирования видеоизображения, в котором реализованы функции повышения локального контраста, сжатия динамического диапазона, уменьшения формата до 640×512 и электронной стабилизации кадра изображения. Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение качества изображения за счет электронной стабилизации кадра изображения. 1 ил.

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 256×256, состоящий из объектива, матрицы фотоприемников, микрокриогенной системы (МКС), блока управления МКС, двух АЦП, блока управления МФПУ, 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 Cameralink (RU №2454022, H04N 5/33, 2011).
Данное устройство имеет недостаточное разрешение из-за малоразмерного формата матрицы, ограниченные показатели качества изображения, содержит микрокриогенную систему.
Известно устройство электронной обработки тепловизионных изображений (RU №185693, H04N 5/33, 14.12.18), которое совместно с модулем фотоприемным матричным формата 640×512 фоточувствительных элементов на спектральный диапазон 3,7-4,8 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.
Недостатком устройства является необходимость использования микрокриогенной системы, отсутствие электронной стабилизации изображения.
Наиболее близким по техническому решению является, принятое за прототип, устройство для получения тепловизионного изображения (RU №82979, H04N 5/33, 10.05.2009), содержащее объектив, выход которого оптически соединен со входом микроболометрической матрицы, а также блоки считывания и обработки сигнала, блок питания.
Использование болометрической матрицы позволяет отказаться от криогенной системы и, в некоторых случаях, расширить спектральный диапазон чувствительности тепловизоров.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемой ПМ, являются: объектив, микроболометрическая матрица, блоки считывания и обработки сигнала, блок питания.
Недостатками являются ограниченные возможности коррекции и повышения качества видеосигнала, отсутствие форматирования и цифровой стабилизации кадра изображения.
В бортовых системах видеонаблюдения качество изображения определяется не только параметрами телевизионных средств, но и зависит от внешних условий, в частности, от вибраций, как отдельных частей, так и телевизионной камеры в целом. В результате воздействия вибраций на объективы и матрицы на изображениях появляются искажения, называемые смазом. С увеличением разрешения цифровых телекамер смаз на изображениях увеличивается при прочих равных условиях.
С целью компенсации этого явления используются разные способы, такие как электронная стабилизация, оптическая стабилизация, применение особых гироскопических кронштейнов или гиростабилизированных платформ.
Наиболее простым видом стабилизации, не требующим никаких отдельных модулей и механических деталей, считается электронная или цифровая, для ее реализации необходимы лишь программные алгоритмы и небольшое превышение (запас) формата матрицы. Во время видеосъемки кадр считывания перемещается по матрице, компенсируя смещение изображения при колебаниях.
Задачей полезной модели является повышение качества изображения.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение качества изображения за счет электронной стабилизации кадра изображения.
Результат достигается тем, что в устройстве для получения и стабилизации тепловизионного изображения, содержащем объектив, выход которого оптически соединен со входом микроболометрической матрицы, а также блок считывания, блок обработки сигнала, блок питания, причем многоканальный выход микроболометрической матрицы соединен с N входами блока считывания, выход которого подключен к информационному входу блока обработки сигнала, а управляющий выход блока считывания подключен к управляющему входу микроболометрической матрицы, к выходу блока обработки подключен блок коррекции и форматирования видеоизображения (БКФ), в котором реализованы функции повышения локального контраста, сжатия динамического диапазона, и электронной стабилизации положения кадра изображения, при этом первый выход БКФ подключен ко второму входу блока коррекции, второй выход БКФ соединен с N+1м входом блока считывания, через который осуществляется управление элементом Пельтье, третий, четвертый и пятый выходы используются для вывода цифрового видеосигнала CameraLink, полного аналогового видеосигнала TVPAL и сигналов управления бортовой аппаратурой по интерфейсу RS422.
Устройство для получения тепловизионного изображения содержит объектив, выход которого оптически соединен со входом микроболометрической матрицы, а также блоки считывания и обработки сигнала, блок питания, дополнительно содержит блок коррекции и форматирования видеоизображения на основе микропроцессора, в котором реализованы функции регулировки контраста и наложения графических меток, формирования цифрового и полного аналогового телевизионного сигнала, управления элементом Пельтье, а также функции повышения локального контраста, сжатия динамического диапазона, уменьшения формата до 640×512 и электронной стабилизации кадра изображения.
Структурная схема устройства приведена на фигуре 1, где:
1- объект наблюдения,
2- объектив,
3- микроболометрическая матрица,
4 - блок считывания,
5 - блок обработки сигналов,
6 - блок коррекции и масштабирования видеоизображения,
7 - блок питания.
Устройство работает следующим образом.
Инфракрасное излучение от объекта наблюдения 1 проецируется с помощью объектива 2 на микроболометрическую матрицу 3. Матрица представляет собой набор болометров малого размера (пикселей), которые изменяют свое сопротивление под действием падающего на них излучения в диапазоне длин волн от 3 до 12 мкм. Величина этого изменения пропорциональна потоку излучения, поглощенного элементом матрицы. Далее происходит считывание сигналов с болометрической матрицы блоком считывания 4. Информация с блока считывания поступает в блок обработки сигналов 5. В блоке обработки сигналов выполняются операции вычитания фона, среднения кадров, коррекции дефектных пикселей, текущей калибровки. Далее информация поступает в блок коррекции и масштабирования видеоизображения 6, где микропроцессор Nios-II со специализированным программным обеспечением выполняет функции гамма-коррекции, регулировки контраста, сжатия динамического диапазона, наложения графических меток и масштабирования изображения, а также электронной стабилизация положения кадра видеоизображения. Процедура электронной стабилизации включает несколько операций:
- оценку смещения кадра из-за вибрации;
- выбор первой строки (начало считывания);
- формирование команды считывания для блока 4.
В блоке коррекции и масштабирования тепловое изображения объектов преобразуется в стандартный аналоговый видеосигнал TVPAL для отображения на телевизионном мониторе и в цифровой видеосигнал CameraLink для использования в бортовой аппаратуре, а также осуществляется управление элементом Пельтье путем приема и передачи команд с использованием интерфейса RS485. Интерфейс RS422 предназначен для управления элементами бортовой аппаратуры. Блок питания 7 формирует стабилизированные напряжения для блоков считывания, обработки сигналов, коррекции и масштабирования видеоизображения.
В предлагаемой полезной модели отсутствует криогенная система, добавлены функции форматирования и цифровой стабилизации кадра изображения.

Claims (1)

  1. Устройство для получения и стабилизации тепловизионного изображения, содержащее объектив, выход которого оптически соединен со входом микроболометрической матрицы, а также блок считывания, блок обработки сигнала, блок питания, причем многоканальный выход микроболометрической матрицы соединен с N входами блока считывания, выход которого подключен к информационному входу блока обработки сигнала, а управляющий выход блока считывания подключен к управляющему входу микроболометрической матрицы, отличающееся тем, что к выходу блока обработки подключен блок коррекции и форматирования видеоизображения (БКФ), в котором реализованы функции повышения локального контраста, сжатия динамического диапазона и электронной стабилизации положения кадра изображения, при этом первый выход БКФ подключен ко второму входу блока коррекции, второй выход БКФ соединен с N+1-м входом блока считывания, через который осуществляется управление элементом Пельтье, третий, четвертый и пятый выходы используются для вывода цифрового видеосигнала CameraLink, полного аналогового видеосигнала TVPAL и сигналов управления бортовой аппаратурой по интерфейсу RS422.
RU2020116600U 2020-05-12 2020-05-12 Устройство для получения и стабилизации тепловизионного изображения RU199927U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116600U RU199927U1 (ru) 2020-05-12 2020-05-12 Устройство для получения и стабилизации тепловизионного изображения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116600U RU199927U1 (ru) 2020-05-12 2020-05-12 Устройство для получения и стабилизации тепловизионного изображения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU199927U1 true RU199927U1 (ru) 2020-09-29

Family

ID=72744442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020116600U RU199927U1 (ru) 2020-05-12 2020-05-12 Устройство для получения и стабилизации тепловизионного изображения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU199927U1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020159648A1 (en) * 2001-04-25 2002-10-31 Timothy Alderson Dynamic range compression
US20070034798A1 (en) * 2005-06-06 2007-02-15 Hamrelius Torbjoern IR camera
RU82979U1 (ru) * 2009-01-15 2009-05-10 Открытое акционерное общество "Восток-Инвест" Устройство для получения тепловизионного изображения
RU2454022C1 (ru) * 2011-05-05 2012-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Субмикрон" Тепловизор на основе "смотрящей" матрицы формата 256х256
RU185693U1 (ru) * 2018-07-27 2018-12-14 Акционерное общество "Особое конструкторско-технологическое бюро "Омега" Устройство электронной обработки тепловизионных изображений

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020159648A1 (en) * 2001-04-25 2002-10-31 Timothy Alderson Dynamic range compression
US20070034798A1 (en) * 2005-06-06 2007-02-15 Hamrelius Torbjoern IR camera
RU82979U1 (ru) * 2009-01-15 2009-05-10 Открытое акционерное общество "Восток-Инвест" Устройство для получения тепловизионного изображения
RU2454022C1 (ru) * 2011-05-05 2012-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Субмикрон" Тепловизор на основе "смотрящей" матрицы формата 256х256
RU185693U1 (ru) * 2018-07-27 2018-12-14 Акционерное общество "Особое конструкторско-технологическое бюро "Омега" Устройство электронной обработки тепловизионных изображений

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10412314B2 (en) Systems and methods for photometric normalization in array cameras
KR101751140B1 (ko) 이미지 센서 및 카메라 모듈
US8890942B2 (en) Camera module, image processing apparatus, and image processing method
KR102217655B1 (ko) 열 이미지 촬영 및 서모그래피 카메라를 위한 시스템 아키텍처
JPH0481178A (ja) Irccd検知器の直流オフセット補正方法
KR20170000686A (ko) 거리 검출 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
US20120242870A1 (en) Image capturing apparatus
US10458750B2 (en) Thermal weapon sight
US9648222B2 (en) Image capturing apparatus that controls supply of amperage when reading out pixel signals and method for controlling the same
WO2013180908A1 (en) Infrared thermal imaging system and method
CA2451463C (en) Method and apparatus for readout of compound microbolometer arrays
JP2009089138A (ja) 赤外線カメラ
US20100272423A1 (en) Shake correcting apparatus and imaging apparatus having the same
RU199927U1 (ru) Устройство для получения и стабилизации тепловизионного изображения
US5978021A (en) Apparatus producing a high definition picture and method thereof
US20050088460A1 (en) Association of image data with information that relates to variation at the time of photograhy, and utilization of the information associated with the image data
JP5183441B2 (ja) 撮像装置
JP7164579B2 (ja) 画像センサー及び電子デバイス
KR20200098790A (ko) 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 기기
JP5222029B2 (ja) 撮像装置、撮像システム、および、撮像装置の制御方法
JP2006121165A (ja) 撮像装置、画像形成方法
TWI403691B (zh) The method of taking the telemetry instrument
US11792529B2 (en) Imaging apparatus, method of driving imaging apparatus, imaging system and mobile body
JP2017125985A (ja) 撮像装置
Tu et al. CCD camera model and its physical characteristics consideration in calibration task the robotics