RU2558351C1

RU2558351C1 - Thermal imaging channel

Info

Publication number: RU2558351C1
Application number: RU2014124258/07A
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Батавин; Владимир Петрович Иванов; Виллен Арнольдович Балоев; Сергей Николаевич Шушарин; Сергей Николаевич Редькин; Дмитрий Евгеньевич Савин
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2015-08-10

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: thermal imaging channel includes a lens, in the focal plane of which there is a matrix photodetector which is connected by outputs to the inputs of a multichannel preamplifier, an analogue-to-digital converter, a multiplexer, a control unit, the output of which is connected to the control input of the photodetector, a video processor connected by the output to the input of the control unit and the control input of the multiplexer, a video signal output unit, the output of which is the output of the thermal imaging channel; the thermal imaging channel additionally includes a hardware signal processing unit connected between the output of the multiplexer and the input of the video signal output unit and connected by the data input/output port to the corresponding video processor port, and by the control input to the control output of the video processor, wherein the hardware signal processing unit is configured to simultaneously perform at least two different computational operations for digital data processing.

EFFECT: faster processing of digital video without considerable increase in power consumption and complication of the design of the device, shorter video signal transmission delay.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в тепловизионных устройствах, имеющих в качестве детектора инфракрасного излучения матричное фотоприемное устройство.The invention relates to the field of optoelectronic instrumentation and can be used in thermal imaging devices having an array photodetector as a detector of infrared radiation.

Известен тепловизионный канал (Волков В.Г., Ковалев А.В., Федчишин В.Г. Тепловизионные приборы нового поколения / Специальная техника, 2001, №6, с. 16-21), содержащий инфракрасный объектив, в фокальной плоскости которого расположено матричное фотоприемное устройство (ФПУ), выходы которого через предусилители подключены к соответствующим входам аналогового мультиплексора, выход которого соединен с последовательно включенными аналоговым корректором разброса характеристик элементов матричного ФПУ, аналого-цифровым преобразователем (АЦП), цифровым корректором разброса характеристик элементов матричного ФПУ, корректором дефектных элементов матричного ФПУ и видеопроцессором, осуществляющим формирование изображения, выход которого подключен к блоку вывода видеосигнала, а также тактовый генератор (блок управления матричного ФПУ), выходы которого подключены к управляющим входам матричного ФПУ, аналогового корректора разброса характеристик элементов матричного ФПУ, аналого-цифрового преобразователя и корректора дефектных элементов матричного ФПУ.Known thermal imaging channel (Volkov V.G., Kovalev A.V., Fedchishin V.G. Thermal imaging devices of a new generation / Special equipment, 2001, No. 6, pp. 16-21) containing an infrared lens in the focal plane of which is located matrix photodetector (FPU), the outputs of which through preamplifiers are connected to the corresponding inputs of an analog multiplexer, the output of which is connected to a series-connected analog corrector for the spread of the characteristics of the elements of the matrix FPU, analog-to-digital converter (ADC), digital the corrector for the spread of the characteristics of the elements of the matrix FPU, the corrector of the defective elements of the matrix FPU and the video processor that implements the image, the output of which is connected to the video output unit, as well as the clock generator (control unit of the matrix FPU), the outputs of which are connected to the control inputs of the matrix FPU, an analog corrector the scatter of the characteristics of the elements of the matrix FPU, analog-to-digital Converter and corrector of defective elements of the matrix FPU.

Недостатком данного устройства является длительное время обработки видеосигналов, связанное с последовательным проведением операций аналоговой и цифровой коррекции разброса характеристик элементов матричного ФПУ, коррекции дефектных элементов матричного ФПУ и передачи цифровых данных в видеопроцессор, а также с необходимостью формирования сигнала управления цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) аналогового корректора разброса характеристик элементов матричного ФПУ.The disadvantage of this device is the long processing time of video signals associated with the sequential operations of analog and digital correction of the spread of the characteristics of the elements of the matrix FPU, correction of defective elements of the matrix FPU and the transmission of digital data to the video processor, as well as the need to generate a control signal for the digital-to-analog converter (DAC) of the analog corrector the scatter of the characteristics of the elements of the matrix FPU.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является тепловизионный канал (см. патент России №2387092, М.кл. Н04N 5/33, опубл. 20.12.2010), выбранный в качестве прототипа, содержащий объектив, в фокальной плоскости которого расположено матричное ФПУ, предварительные усилители, подключенные входами к выходам ФПУ, а выходами к соответствующим входам аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выходы которого подключены к соответствующим входам мультиплексора, выход мультиплексора соединен с входом видеопроцессора, первый выход которого подключен к блоку вывода видеосигнала, управляющий выход видеопроцессора подключен к управляющему входу мультиплексора и входу блока управления, выход которого соединен с управляющим входом матричного ФПУ.The closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved effect is a thermal imaging channel (see Russian patent No. 2387092, M. Cl. H04N 5/33, publ. 12/20/2010), selected as a prototype, containing a lens in the focal plane of which there is a matrix FPU, preamplifiers connected by inputs to the outputs of the FPU, and outputs to the corresponding inputs of an analog-to-digital converter (ADC), the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the multiplexer, the output of the multiplexer is connected to the video input otsessora, a first output of which is connected to the video output unit, the control output of the video processor connected to the control input of the multiplexer and to an input of the control unit, whose output is connected to the control input matrix FPA.

Излучение наблюдаемой сцены с помощью инфракрасного объектива фокусируется на чувствительные элементы матричного ФПУ. Аналоговые видеосигналы с выходов матричного ФПУ через предварительные усилители поступают на АЦП и далее, в цифровом виде, на входы мультиплексора. Мультиплексор формирует последовательную цифровую выборку данных, соответствующую кадру тепловизионного изображения, и направляет ее на вход видеопроцессора. Видеопроцессор последовательно производит операции обработки массива цифровых данных: коррекцию разброса характеристик элементов ФПУ; коррекцию дефектных элементов ФПУ; формирование стандартного цифрового видеокадра; автоматическую или ручную регулировку яркости и контраста тепловизионного изображения; наложение служебной информации. Обработанная выборка поступает на вход блока вывода видеосигнала.The radiation of the observed scene using an infrared lens focuses on the sensitive elements of the matrix FPU. The analog video signals from the outputs of the matrix FPU through the preliminary amplifiers are fed to the ADC and then, in digital form, to the inputs of the multiplexer. The multiplexer generates a sequential digital data sample corresponding to the frame of the thermal image and sends it to the input of the video processor. The video processor sequentially performs the processing of an array of digital data: correction of the spread of the characteristics of the elements of the FPU; correction of defective elements of FPU; formation of a standard digital video frame; automatic or manual adjustment of brightness and contrast of the thermal image; overlay of service information. The processed sample is fed to the input of the video output unit.

Предварительно в видеопроцессоре с помощью программных средств формируется три независимых параллельных потока приема, обработки и передачи данных, которые тактируются управляющими импульсами с частотой, равной частоте следования кадров. Таким образом, в видеопроцессоре одновременно производится обработка текущего, ввод последующего и вывод предыдущего кадров тепловизионного изображения.Previously, three independent parallel streams of receiving, processing and transmitting data are formed in the video processor using software tools, which are clocked by control pulses with a frequency equal to the frame rate. Thus, the video processor simultaneously processes the current one, enters the next one and outputs the previous frames of the thermal image.

Недостатком тепловизионного канала является то, что общее время проведения последовательных операций обработки массива цифровых данных, ограниченное длительностью одного кадра, зависит в основном от производительности видеопроцессора. При увеличении формата или частоты кадров тепловизионного изображения, при усложнении алгоритмов обработки цифровых данных вычислительных возможностей видеопроцессора может оказаться недостаточно. Применение более быстродействующего процессора, например многоядерного, приводит к росту потребляемой мощности, что порождает необходимость использования источников питания повышенной мощности и обеспечения отвода выделяемого тепла. Все это, в конечном итоге, влечет за собой усложнение конструкции и увеличение габаритных размеров устройства.The disadvantage of the thermal imaging channel is that the total time for sequential processing of an array of digital data, limited by the duration of one frame, depends mainly on the performance of the video processor. With an increase in the format or frame rate of a thermal imaging image, when the algorithms for processing digital data are complicated, the computing capabilities of the video processor may not be enough. The use of a faster processor, such as multi-core, leads to an increase in power consumption, which necessitates the use of high-power sources and the removal of heat. All this, ultimately, entails a complication of the design and an increase in the overall dimensions of the device.

Кроме того, в данном тепловизионном канале имеется задержка прохождения видеосигнала, равная по длительности двум кадрам тепловизионного изображения, в течение которой происходит прием и обработка массива цифровых видеоданных.In addition, in this thermal imaging channel there is a delay in the transmission of the video signal, equal in duration to two frames of the thermal imaging image, during which the digital video data array is received and processed.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение скорости обработки цифровых видеоданных без существенного увеличения потребляемой мощности и усложнения конструкции устройства, а также снижение задержки прохождения видеосигнала.The problem to which the invention is directed is to increase the processing speed of digital video data without significantly increasing the power consumption and complicating the design of the device, as well as reducing the delay in the passage of the video signal.

Это достигается тем, что в тепловизионный канал, содержащий объектив, в фокальной плоскости которого расположено матричное фотоприемное устройство, выходами подключенное к входам многоканального предварительного усилителя, аналого-цифровой преобразователь, мультиплексор, блок управления, выход которого подключен к управляющему входу фотоприемного устройства, видеопроцессор, управляющим выходом подключенный к входу блока управления и управляющему входу мультиплексора, блок вывода видеосигнала, выход которого является выходом тепловизионного канала, дополнительно введен блок аппаратной обработки сигналов, включенный между выходом мультиплексора и входом блока вывода видеосигнала и подключенный портом ввода-вывода данных к соответствующему порту видеопроцессора, а управляющим входом к управляющему выходу видеопроцессора, при этом блок аппаратной обработки сигналов реализован с возможностью одновременного выполнения как минимум двух различных вычислительных операций цифровой обработки данных.This is achieved by the fact that in the thermal imaging channel containing the lens, in the focal plane of which there is a matrix photodetector, outputs connected to the inputs of a multi-channel pre-amplifier, an analog-to-digital converter, a multiplexer, a control unit, the output of which is connected to the control input of the photodetector, a video processor, a control output connected to the input of the control unit and the control input of the multiplexer, a video output unit, the output of which is a heat output of the visual channel, an additional hardware signal processing unit is introduced, connected between the output of the multiplexer and the input of the video output unit and connected to the data input / output port to the corresponding port of the video processor, and the control input to the control output of the video processor, while the hardware signal processing unit is implemented with the possibility of simultaneous execution at least two different computational operations for digital data processing.

На фиг. 1 показана функциональная схема тепловизионного канала.In FIG. 1 shows a functional diagram of a thermal imaging channel.

На фиг. 2 показана функциональная схема блока аппаратной обработки сигналов.In FIG. 2 shows a functional block diagram of a hardware signal processing unit.

Тепловизионный канал содержит объектив 1, в фокальной плоскости которого расположено матричное фотоприемное устройство 2, выходами подключенное к входам многоканального предварительного усилителя 3, аналого-цифровой преобразователь 4, мультиплексор 5, блок управления 8, выход которого подключен к управляющему входу фотоприемного устройства 2, видеопроцессор 6, управляющим выходом подключенный к входу блока управления 8 и управляющему входу мультиплексора 5, блок вывода видеосигнала 7, выход которого является выходом тепловизионного канала, блок аппаратной обработки сигналов 9, включенный между выходом мультиплексора 5 и входом блока вывода видеосигнала 7 и подключенный портом ввода-вывода данных к соответствующему порту видеопроцессора 6, а управляющим входом к управляющему выходу видеопроцессора 6.The thermal imaging channel contains a lens 1, in the focal plane of which there is an array photodetector 2, connected to the inputs of a multi-channel pre-amplifier 3, analog-to-digital converter 4, multiplexer 5, control unit 8, the output of which is connected to the control input of the photodetector 2, video processor 6 , the control output connected to the input of the control unit 8 and the control input of the multiplexer 5, the output block of the video signal 7, the output of which is the output of the thermal imaging channel and, signal processing hardware block 9, connected between the output of the multiplexer 5 and the input video signal output unit 7, and the connected input-output port data corresponding to the VPU port 6, and the control input to the control output of the video processor 6.

Блок аппаратной обработки сигналов 9, реализованный с возможностью одновременного выполнения как минимум двух различных вычислительных операций алгоритма цифровой обработки данных, содержит ОЗУ ввода данных 10, вход которого является входом блока аппаратной обработки сигналов 9, а выход подключен к порту ввода-вывода данных 11, ОЗУ вывода данных 12, вход которого подключен к порту ввода-вывода данных 11, а выход к первому входу вычислительного устройства 13, ОЗУ предварительных данных 14, вход которого подключен к порту ввода-вывода данных 11, а выходы к соответствующим входам вычислительного устройства 13, выход которого является выходом блока аппаратной обработки сигналов 9, а также устройство синхронизации 15, вход которого является управляющим входом блока аппаратной обработки сигналов 9, а выход подключен к управляющему входу порта ввода-вывода данных 11.The hardware signal processing unit 9, which is capable of simultaneously performing at least two different computational operations of the digital data processing algorithm, contains data input RAM 10, the input of which is the input of the hardware signal processing unit 9, and the output is connected to the data input-output port 11, RAM data output 12, the input of which is connected to the data input-output port 11, and the output to the first input of the computing device 13, preliminary data RAM 14, the input of which is connected to the data input-output port 11, and outputs to the corresponding inputs of the computing device 13, the output of which is the output of the hardware signal processing unit 9, as well as a synchronization device 15, the input of which is the control input of the hardware signal processing unit 9, and the output is connected to the control input of the data input-output port 11.

Тепловизионное изображение наблюдаемого пространства, формируемое входным объективом 1, проецируется на матрицу чувствительных элементов ФПУ 2, преобразующую поток излучения в электрический сигнал. Блок управления 8, по команде от видеопроцессора 6, периодически, с частотой кадров запускает в ФПУ 2 процесс накопления видеосигнала. После завершения процесса накопления аналоговый видеосигнал через многоканальный предварительный усилитель 3 поступает на вход АЦП 4, где преобразуется в цифровую форму. Далее, мультиплексор 5, в порядке следования видеосигнала с ФПУ 2, формирует последовательную цифровую выборку данных. Выборка поступает на ОЗУ ввода данных 10 блока аппаратной обработки сигналов 9. По мере заполнения объема памяти видеопроцессор 6 периодически производит считывание видеоданных через порт ввода-вывода данных 11 и формирует в своем внутреннем ОЗУ цифровой массив, соответствующий кадру тепловизионного изображения. При необходимости запоминания нескольких кадров изображения, например в режиме микросканирования, может быть использовано внешнее ОЗУ.The thermal image of the observed space formed by the input lens 1 is projected onto the matrix of sensitive elements of the FPU 2, which converts the radiation flux into an electric signal. The control unit 8, at the command of the video processor 6, periodically, with a frame rate, starts in FPU 2 the process of accumulating the video signal. After the accumulation process is completed, the analog video signal through a multi-channel pre-amplifier 3 is fed to the input of the ADC 4, where it is converted to digital form. Further, the multiplexer 5, in the order of the video signal from the FPU 2, generates a serial digital data sample. The sample goes to the data input RAM 10 of the signal processing unit 9. As the memory is full, the video processor 6 periodically reads the video data through the data input-output port 11 and forms a digital array in its internal RAM that corresponds to the frame of the thermal image. If it is necessary to store several image frames, for example, in the micro-scan mode, external RAM can be used.

После завершения формирования кадра тепловизионного изображения видеопроцессор 6 с управляющего выхода выдает сигнал на блок управления 8, по которому запускается очередной процесс накопления видеосигнала в ФПУ 2 и начинает запись цифрового массива кадра изображения через порт ввода-вывода данных 11 в ОЗУ вывода данных 12. В процессе проведения операций формирования кадра тепловизионного изображения и его записи в ОЗУ вывода данных 12 видеопроцессор 6 выстраивает входные видеоданные в последовательность, определяемую выходным форматом, в том числе при переходе в режимы масштабирования и стоп-кадра. В промежутках между этими операциями видеопроцессор 6 вычисляет коэффициенты регулировок уровня яркости и контраста изображения в ручном и автоматическом режиме, определяет расположение дефектных элементов, формирует служебные символы. Коэффициенты, необходимые для проведения коррекции разброса характеристик чувствительных элементов ФПУ 2, рассчитываются предварительно в режиме калибровки и хранятся во внутреннем или внешнем ОЗУ видеопроцессора 6 (на схеме не показано). Вся информация, необходимая при проведении вычислительным устройством 13 операций цифровой обработки, записывается процессором 6 через порт ввода-вывода данных 11 в ОЗУ предварительных данных 14 параллельно с записью цифровой выборки в ОЗУ вывода данных 12. Из ОЗУ вывода данных 12 цифровая выборка в порядке, определяемом выходным форматом, последовательно с частотой 1/t, где t - длительность одного такта выборки видеоданных, поступает в вычислительное устройство 13.After the formation of the thermal imaging image frame, the video processor 6 from the control output gives a signal to the control unit 8, by which the next process of accumulating the video signal in the FPU 2 is started and recording of the digital array of the image frame through the input / output port 11 to the data output RAM 12. In the process the operations of forming a frame of a thermal imaging image and recording it in the data output RAM 12, the video processor 6 arranges the input video data in a sequence determined by the output format, including the transition to the zoom mode and a still image. In the intervals between these operations, the video processor 6 calculates the coefficients of adjusting the brightness level and contrast of the image in manual and automatic mode, determines the location of defective elements, generates service symbols. The coefficients necessary for correcting the spread in the characteristics of the sensitive elements of FPU 2 are calculated previously in the calibration mode and stored in the internal or external RAM of the video processor 6 (not shown in the diagram). All the information necessary when the computing device 13 carries out digital processing is recorded by the processor 6 through the input / output port 11 of the data in RAM preliminary data 14 in parallel with the recording of a digital sample in the data output RAM 12. From the data output RAM 12, a digital sample in the order determined the output format, sequentially with a frequency of 1 / t, where t is the duration of one clock cycle of video data sampling, enters the computing device 13.

Вычислительное устройство 13 выполнено таким образом, что операции цифровой обработки данных разбиты на ряд простейших последовательных арифметических действий, выполняемых одновременно. Для этого в вычислительном устройстве 13 реализована цепочка последовательно подключенных вычислительных ячеек от N1, N2 до Na, где а - суммарное количество простейших арифметических действий всех операций цифровой обработки видеоданных. Каждая вычислительная ячейка состоит из двухвходового арифметического устройства и выходного регистра.The computing device 13 is designed in such a way that digital data processing operations are divided into a number of simple sequential arithmetic operations performed simultaneously. For this, a computing device 13 implements a chain of series-connected computing cells from N1, N2 to Na, where a is the total number of simple arithmetic operations of all digital video processing operations. Each computational cell consists of a two-input arithmetic device and an output register.

Данные Dn, соответствующие n-ному элементу кадра тепловизионного изображения, поступают на первую вычислительную ячейку N1, где осуществляется первая арифметическая операция. Необходимая для расчета информация считывается из ОЗУ предварительных данных 14. Полученные результаты данных Dn сохраняются в регистре. Следующим тактом данные Dn поступают на вторую вычислительную ячейку N2, где происходит вторая арифметическая операция. Одновременно, данные Dn+1 обрабатываются на первой вычислительной ячейке N1. Подобным образом массив видеоданных поочередно проходит через все вычислительные ячейки и поступает с выхода вычислительного устройства 13 на вход блока вывода видеосигнала 7. Для достижения максимального быстродействия вычислительное устройство 13 может быть дублировано, а последовательная цифровая выборка распараллелена.Data Dn corresponding to the nth element of the thermal imaging frame is fed to the first computational cell N1, where the first arithmetic operation is performed. The information necessary for the calculation is read from the preliminary data RAM 14. The obtained results of the data Dn are stored in the register. In the next step, the data Dn arrives at the second computational cell N2, where the second arithmetic operation takes place. At the same time, data Dn + 1 is processed on the first computational cell N1. Similarly, the video data array passes through all the computational cells in turn and enters from the output of the computing device 13 to the input of the video output unit 7. To achieve maximum performance, the computing device 13 can be duplicated, and sequential digital sampling parallelized.

Устройство синхронизации 15 задает последовательность работы устройств в составе блока аппаратной обработки сигналов 9 через порт ввода-вывода данных 11. Блок вывода видеосигнала 7 формирует выходной поток видеоданных.The synchronization device 15 sets the operation sequence of the devices as part of the hardware signal processing unit 9 through the data input-output port 11. The video output unit 7 generates an output video stream.

При изменении температурных условий функционирования тепловизионного канала, блок управления 8 по команде от видеопроцессора 6 изменяет длительность накопления видеосигнала в ФПУ, компенсируя смещение постоянной составляющей видеосигнала для согласования с входным диапазоном АЦП 4.When changing the temperature conditions for the functioning of the thermal imaging channel, the control unit 8, upon a command from the video processor 6, changes the duration of the video signal accumulation in the FPU, compensating for the offset of the DC component of the video signal to match the input range of the ADC 4.

Видеопроцессор 6 может быть выполнен на типовом цифровом сигнальном процессоре - digital signal processor (DSP). Блок аппаратной обработки сигналов 9 и мультиплексор 5 могут быть выполнены на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) с низкой потребляемой мощностью, изготовленной на базе технологии field-programmable gate array (FPGA).Video processor 6 can be performed on a typical digital signal processor - digital signal processor (DSP). The hardware signal processing unit 9 and multiplexer 5 can be performed on a programmable logic integrated circuit (FPGA) with low power consumption, made on the basis of field-programmable gate array (FPGA) technology.

С целью оптимизации алгоритмов цифровой видеообработки данных и сокращения задержки прохождения цифрового видеосигнала некоторые из вычислительных операций могут быть перенесены в видеопроцессор 6, а последовательность проведения операций может изменяться.In order to optimize digital video processing algorithms and reduce the delay of the digital video signal, some of the computing operations can be transferred to the video processor 6, and the sequence of operations can be changed.

Задержка прохождения цифрового видеосигнала в тепловизионном канале, выбранном в качестве прототипа, составляет два кадра: один кадр длится ввод, второй - обработка массива цифровых данных. Задержка прохождения цифрового видеосигнала в рассматриваемом тепловизионном канале слагается из времени ввода массива цифровых данных, составляющего один кадр, и времени обработки цифровой выборки. Время обработки цифровой выборки вычисляется по формуле:The delay in the transmission of a digital video signal in a thermal imaging channel, selected as a prototype, is two frames: one frame lasts input, the second - processing an array of digital data. The delay in the passage of a digital video signal in the thermal imaging channel under consideration is composed of the time of input of an array of digital data of one frame and the processing time of a digital sample. Digital sample processing time is calculated by the formula:

Т=t×а, гдеT = t × a, where

Т - время обработки цифровой выборки;T is the processing time of the digital sample;

t - длительность одного такта выборки видеоданных;t is the duration of one clock cycle of video data sampling;

а - суммарное количество простейших арифметических действий всех операций цифровой обработки видеоданных.and - the total number of simple arithmetic operations of all operations of digital video processing.

Учитывая высокую частоту следования выборки видеоданных, процесс цифровой обработки протекает значительно быстрее, чем длительность одного кадра, следовательно, задержка прохождения цифрового видеосигнала в рассматриваемом тепловизионном канале уменьшается в сравнении с прототипом.Given the high sampling rate of the video data, the digital processing process is much faster than the duration of one frame, therefore, the delay in the passage of the digital video signal in the considered thermal imaging channel is reduced in comparison with the prototype.

Таким образом, введением блока аппаратной обработки сигналов, выполненного с возможностью одновременного выполнения как минимум двух различных вычислительных операций цифровой обработки данных, достигается повышение скорости обработки цифровых видеоданных без существенного увеличения потребляемой мощности и усложнения конструкции устройства, а также снижение задержки прохождения видеосигнала.Thus, by introducing a hardware signal processing unit capable of simultaneously performing at least two different computational operations of digital data processing, an increase in the processing speed of digital video data is achieved without a significant increase in power consumption and complexity of the design of the device, as well as a decrease in the delay of the video signal.

Claims

A thermal imaging channel containing a lens, in the focal plane of which is located a photodetector array, connected to the inputs of a multi-channel pre-amplifier, an analog-to-digital converter, a multiplexer, a control unit, the output of which is connected to the control input of the photodetector, a video processor, a control output connected to the input of the unit control and control input of the multiplexer, a video signal output unit, the output of which is the output of the thermal imaging channel, which includes an additional hardware signal processing unit included between the multiplexer output and the input of the video output unit and connected to the data input / output port to the corresponding port of the video processor, and the control input to the control output of the video processor, while the hardware signal processing unit is implemented with the ability to simultaneously perform at least two different computational operations of digital data processing.