专利名称：被动式红外热磁感应成像动态扫描仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，属于光电感应技术领 域。
背景技术：
现有技术中，一般都采用纯热感应式的方法进行热成像处理，尤其是采取主动的 红外发射不可见光源进行图像信息采集。例如，中国专利号“03132259. X”公开了一种用 于将不可见图像转化为可见图像的红外热像成像仪，其申请日为2003年8月7日，
公开日
为2004年2月11日，其由光源，微梁阵列，成像透镜，光学接受器和零部件组装用的支架 组成，在微梁阵列前方设有红外透镜，在来自微梁阵列的衍射光的汇聚谱平面上设有直线 边界滤波单元且成像透镜位于直线边界滤波单元之后，光源为点光源。再如，中国专利号 “200920(^8173. 9”公开了 一种手持式多光谱侦察仪，其申请日为2009年6月沈日，授权 公告日为2010年6月9日，它包括与图像处理控制电路连接的低照度C⑶或CMOS摄像机、 热成像摄像机，所述图像处理控制电路还连接有微型显示器和用于控制两路视频的切换和 图像处理的控制按键，所述低照度CXD或CMOS摄像机配置有用于其辅助照明的近红外激光 照明器，所述近红外激光照明器，所述低照度CCD或CMOS摄像机、热成像摄像机、图像处理 控制电路和近红外激光照明器均与供电模块连接。采用上述方式存在的主要问题在于一、 探测的灵敏度低，像素低，对像元的判断误差大。二、未将热磁感应信号进行阵列复合信号 叠加处理，导致对微小物体的温度热成像效果差，空间分辨率低。三、像素较小，一般只能达 到320拉40，判断物体不清晰。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有热成像技术存在的上述问题，提供一种被动式红 外热磁感应成像动态扫描仪，本实用新型将热敏传感器(阵列的氧化钒交平面)感应的热磁 信号进行叠加，提高对像元素识别的灵敏度，对微弱信号的处理方式上采取梯度量化背景 补差软判决固化方式进行对比纠错，提高对判断物体像素边缘的锐化，从而提高图像的清 晰度，增加像素，对恶劣环境中温度变化产生的非均勻校正处理方法采用软固化数字信号 纠错方式，与机械瞬态隔离方式进行综合的锐化处理。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，包括热敏传感器，其特征在于还包括 用于滤波处理的滤光镜、对热敏感应信号处理及信号增强的控制芯片、用于软判决数据存 储温度等级的对比抽样鉴别器、对热敏信号进行模数转换的数据流转换器、对热敏信号与 软判决抽样鉴别信号进行二次叠加的复合信号进行线性放大的运算放大器、显示输出的数 模转换信号的显示装置，热敏传感器用于采集热红外的感应信号，所述滤光镜与热敏传感 器连接，热敏传感器分别与控制芯片和对比抽样鉴别器连接，对比抽样鉴别器分别与数据 流转换器和运算放大器连接，数据流转换器与控制芯片连接，运算放大器与显示装置连接。[0006]本实用新型还包括对热敏信号进行处理的正负反馈控制器，正负反馈控制器分别 与热敏传感器和控制芯片连接。所述对比抽样鉴别器固化在控制芯片(IC6)内。所述对比抽样鉴别器(IC8)通过三极管放大器(Tl、T2)与控制芯片连接。所述热敏传感器通过放大电路(ICl、IC3)、与非反向放大器(IC2、IC4)与控制芯 片(IC6)连接。所述热敏传感器通过控制芯片(IC6)与对比抽样鉴别器(IC8)连接。所述对比抽样鉴别器(IC8)通过三极管CH)偶合(ClO)后与数据流转换器(IC7) 连接。所述对比抽样鉴别器(IC8)通过三极管(Tl、T2)、控制芯片(IC6)与运算放大器 (IC5)连接。所述控制芯片还连接有ACC饱和度控制电路、ATY亮度控制电路和伪彩变换电路、 热敏像素叠加器电路。采用本实用新型的优点在于一、本实用新型将热敏传感器(阵列的氧化钒交平面)感应的热磁信号进行叠加， 提高对像元素识别的灵敏度，对微弱信号的处理方式上采取梯度量化背景补差软判决固化 方式进行对比纠错，提高对判断物体像素边缘的锐化，从而提高图像的清晰度，增加像素， 对恶劣环境中温度变化产生的非均勻校正处理方法采用软固化数字信号纠错方式，与机械 瞬态隔离方式进行综合的锐化处理。二、本实用新型探测的灵敏度高，像素可达640*512，像素高，对像元的判断误差三、本实用新型将热磁感应信号进行阵列复合信号叠加处理，对微小物体的温度 热成像效果极佳，空间分辨率高。
图1为本实用新型逻辑原理框图图2为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
一种被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，包括热敏传感器，还包括用于滤波处 理的滤光镜、对热敏感应信号处理及信号增强的控制芯片、用于软判决数据存储温度等级 的对比抽样鉴别器、对热敏信号进行模数转换的数据流转换器、对热敏信号与软判决抽样 鉴别信号进行二次叠加的复合信号进行线性放大的运算放大器、显示输出的数模转换信号 的显示装置，热敏传感器用于采集热红外的感应信号，所述滤光镜与热敏传感器连接，热敏 传感器分别与控制芯片和对比抽样鉴别器连接，对比抽样鉴别器分别与数据流转换器和运 算放大器连接，数据流转换器与控制芯片连接，运算放大器与显示装置连接。本实用新型优选方式之一，还包括对热敏信号进行处理的正负反馈控制器，正负 反馈控制器分别与热敏传感器和控制芯片连接。本实用新型中，对比抽样鉴别器固化在控制芯片(IC6)内。对比抽样鉴别器(IC8)通过三极管放大器(Tl、T2)与控制芯片连接。另外，热敏传感器通过放大电路(IC1、IC3)、与非反向放大器(IC2、IC4)与控制芯 片(IC6)连接。热敏传感器通过控制芯片(IC6)与对比抽样鉴别器(IC8)连接。且对比抽样鉴别器(IC8)通过三极管CH)偶合(ClO)后与数据流转换器(IC7)连 接。对比抽样鉴别器(IC8)通过三极管(T1、T2)、控制芯片(IC6)与运算放大器(IC5)连接。 控制芯片还连接有ACC饱和度控制电路、ATY亮度控制电路和伪彩变换电路、热敏像素叠加 器电路。
以下结合附图1和附图2作对本实用新型作展开说明，但并不局限下下述描述本实用新型中，Ni、N2、N3、N4组成的氧化钒热敏红外光谱(7. 2—9. 4um)矩阵电路， 实现高灵敏热磁感应的被动式接收，其中N1A2AyN4是一种热磁红外长波段敏感元器件探 测。IC1, IC3组成积分运算放大，完成热磁效应敏感光电靶信号模拟处理。IC2、IC4组 成反相滤波叠加整形放大，提供后端CPU运行的前级标准整形脉冲数字信号。IC6为以CPU芯片为主的系统数据控制中心模块组成对ACC饱和度控制、ATY亮度 控制、伪彩模数变换器，以及软判决温度数据存储(O. Ol0C)等级对比抽样鉴别完成综合参 数的自动修正，以TS数据流方式进行按口数据控制。控制信号由专用软件固化拷贝接口 RS-232转RS422方式完成。IC8, IC5, IC7分别完成以下末级处理内容IC8 完成由IC6 CPU芯片数据控制中心模块形成的TS数据流中的解码与码型输出 信号放大。IC5 完成由IC6模块数据控制中心的数据整形后的非均勻校正信号进行自动跟踪 控制、倒相放大与转换对比，同时输出正反馈饱和度控制信号。IC7 完成由IC6CPU芯片数据控制中心模块中内存拷贝输入的数据软判决抽样参 数放大与背景等级补差校正信号放大。热敏像素叠加器电路主要完成像元素18—25um范围的物体环境热磁感应处理信 号，与25帧50Hz固化振荡调制解调出所需的模拟信号与数字信号进行整形，同时由内存 双A/D比较转换器匹配输出数字视频信号，与双D/A比较转换器匹配输出75欧姆模拟 video视频信号。本实用新型的电路工作原理如下陈列式热感信号工作原理由K、N2、N3、N4组成的微热量磁感应阵列焦平面传感 器感应出的热磁感应信号，分别经R3与Q、&与(2、1 14与(3、礼6与(；组成的去加重电路， 进行信号处理分别进入由IC1与R6、R7、R8、R9、R16, IC2与R17, R18, R19, R20, R22组成矩阵信号 A/D模数转换放大。其中由IC3放大的信号一路进入IC4、R23组成的反相与非放大器进行 整形进入IC6CPU芯片中心进行控制处理；另一路信号与IC1矩阵放大的A/D模数转换信号 同时输入IC2完成与非整形放大信号，进入IC6CPU芯片中心进行控制处理。完成软判决存 储与25帧扫描信号叠加比较运算。软判决25帧扫描信号热敏感应信号叠加工作原理由CPU控制中心IC6输出两路 信号(1)由民4、1\、民8完成码型振荡信号，由C12耦合至IC8与非放大整形的一路输入信号。 (2)由R33、T2、R39完成TS数据流振荡方波信号，经C11耦合至IC8与非放大整形的一路输入信号。这样便形成当C12耦合信号与C11耦合信号同步为正脉冲信号或负脉冲信号时，1(8才 能输出完整“1”或“0”的数字脉冲反相信号。分别经R43去控制伪彩模数变换器模块，同时 R42分压信号去控制由T3、R41, R40组成脉冲放大经Cltl耦合至IC7、R29, C8、R26, R25组成的线 性整形放大，并进入热敏像素叠加器电路进行运算，输出复合的视频信号，该信号输入由I^28 分压直接输入IC5,同时由IC6CPU中心软判决输出的25帧扫描信号经&7、R30> C9组成的抽 样复合信号输入IC5信号输入端，此时将两信号同步进行D/A数模转换放大整形输出video 视频信号。
权利要求1.一种被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，包括热敏传感器，其特征在于还包括 用于滤波处理的滤光镜、对热敏感应信号处理及信号增强的控制芯片、用于软判决数据存 储温度等级的对比抽样鉴别器、对热敏信号进行模数转换的数据流转换器、对热敏信号与 软判决抽样鉴别信号进行二次叠加的复合信号进行线性放大的运算放大器、显示输出的数 模转换信号的显示装置，热敏传感器用于采集热红外的感应信号，所述滤光镜与热敏传感 器连接，热敏传感器分别与控制芯片和对比抽样鉴别器连接，对比抽样鉴别器分别与数据 流转换器和运算放大器连接，数据流转换器与控制芯片连接，运算放大器与显示装置连接。
2.根据权利要求1所述的被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，其特征在于还包括 对热敏信号进行处理的正负反馈控制器，正负反馈控制器分别与热敏传感器和控制芯片连 接。
3.根据权利要求1或2所述的被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，其特征在于所 述对比抽样鉴别器固化在控制芯片(IC6)内。
4.根据权利要求3所述的被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，其特征在于所述对 比抽样鉴别器(IC8)通过三极管放大器(Tl、T2)与控制芯片连接。
5.根据权利要求1或2所述的被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，其特征在于所 述热敏传感器通过放大电路(IC1、IC3)、与非反向放大器(IC2、IC4)与控制芯片(IC6)连 接。
6.根据权利要求1所述的被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，其特征在于所述热 敏传感器通过控制芯片(IC6)与对比抽样鉴别器(IC8)连接。
7.根据权利要求4所述的被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，其特征在于所述对 比抽样鉴别器(IC8)通过三极管CH)偶合(ClO)后与数据流转换器(IC7)连接。
8.根据权利要求7所述的被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，其特征在于所述对 比抽样鉴别器(IC8)通过三极管(T1、T2)、控制芯片(IC6)与运算放大器(IC5)连接。
9.根据权利要求1或2所述的被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，其特征在于所 述控制芯片还连接有ACC饱和度控制电路、ATY亮度控制电路和伪彩变换电路、热敏像素叠 加器电路。
专利摘要本实用新型公开了一种被动式红外热磁感应成像动态扫描仪，包括热敏传感器，热敏传感器用于采集热红外的感应信号，所述滤光镜与热敏传感器连接，热敏传感器分别与控制芯片和对比抽样鉴别器连接，对比抽样鉴别器分别与数据流转换器和运算放大器连接，数据流转换器与控制芯片连接，运算放大器与显示装置连接。本实用新型将热敏传感器感应的热磁信号进行叠加，提高对像元素识别的灵敏度，对微弱信号的处理方式上采取梯度量化背景补差软判决固化方式进行对比纠错，提高对判断物体像素边缘的锐化，从而提高图像的清晰度，增加像素，对恶劣环境中温度变化产生的非均匀校正处理方法采用软固化数字信号纠错方式，与机械瞬态隔离方式进行综合的锐化处理。
文档编号G01J5/00GK201917398SQ201020594170
公开日2011年8月3日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者郭崇, 郭树义, 陈昌志, 马献章 申请人:陈昌志