一种红外探测器视频模拟信号采集处理方法及系统与流程

技术特征：
1.一种红外探测器视频模拟信号采集处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、构建红外探测器视频模拟信号采集处理系统；红外探测器视频模拟信号采集处理系统包括adc模数转换器、fpga数据处理单元、时钟单元、存储单元、供配电单元及数据输出单元；adc模数转换器的输入端与红外探测器视频模拟信号输出端电连接，fpga数据处理单元与adc模数转换器相互电连接，数据输出单元的输入端与fpga数据处理单元的信号输出端电连接；时钟单元与存储单元均与fpga数据处理单元电连接；步骤2、配置工作时钟；通过fpga数据处理单元为红外探测器配置合适的像素读出时钟xmhz，同时为adc模数转换器提供采样时钟ymhz，确保y＝nx，n≥2；步骤3、调整adc模数转换器的采样位置；调整adc模数转换器的采样位置，确保每个采样点均处于视频模拟信号的有效像素区间；步骤4、采样及数字域处理；步骤4.1、adc模数转换器按照设置的采样时钟采集红外探测器输出的视频模拟信号，将视频模拟信号转化为数字信号，在一个采样时钟下，对同一像素视频模拟信号可以实现n次采样，获取该像素视频模拟信号对应的n组数字信号；步骤4.2、fpga数据处理单元对数字信号进行数字域处理，选择n组数字信号中的m组数字信号，并求取m组数字信号的平均值，将平均值作为该像素的灰度值；其中m≤n；步骤5、重复步骤4，完成红外探测器输出的所有像素视频模拟信号的采样及数字域处理，获得所有像素灰度值；步骤6、fpga数据处理单元将所有像素点组成图像帧，将重组后的数据发送至数据输出单元输出。2.根据权利要求1所述的红外探测器视频模拟信号采集处理方法，其特征在于，步骤3具体为：将红外探测器输出的视频模拟信号与红外探测器视频模拟信号采集系统相连接，系统上电后，在实验室测试adc模数转换器采样点位置，通过示波器查看采样点与红外探测器视频模拟信号的相对位置关系，反复多次调整参数，确保每个采样点均处于视频模拟信号的有效像素区间。3.根据权利要求1所述的红外探测器视频模拟信号采集处理方法，其特征在于，步骤4.2中m组数字信号相对其余n
‑
m组信号，采样位置较平稳、图像相对灰度起伏较小。4.一种红外探测器视频模拟信号采集处理系统，其特征在于：包括adc模数转换器、fpga数据处理单元、时钟单元、存储单元、供配电单元及数据输出单元；adc模数转换器的输入端与红外探测器视频模拟信号输出端电连接；fpga数据处理单元与adc模数转换器相互电连接；数据输出单元的输入端与fpga数据处理单元的信号输出端电连接；时钟单元与存储单元均与fpga数据处理单元电连接；fpga数据处理单元用于为红外探测器配置合适的像素读出时钟，为adc模数转换器提供采样时钟；同时实现数字域处理，针对每一像素选取m组adc模数转换器输出的数字信号，进行取平均运算；并将完成数字域处理的所有像素点组成图像帧，将重组后的数据发送至
数据输出单元输出；adc模数转换器用于按照设置的采样时钟采集红外探测器输出的视频模拟信号，并将视频模拟信号转化为数字信号；adc模数转换器的采样时钟为ymhz，y＝nx，n≥2，n≥m，x为红外探测器的像素读出时钟xmhz；时钟单元用于提供工作时钟；存储单元用于为fpga数据处理单元提供代码储存，使得每次重新加电后系统能够正常运转；供配电单元用于为整个系统提供电源；数据输出单元用于输出fpga数据处理单元重组后的数据。5.根据权利要求4所述的红外探测器视频模拟信号采集处理系统，其特征在于：红外探测器为中波红外探测器，分辨率为640
×
512，最大像素速率为8mhz，同时输出4路视频模拟信号。6.根据权利要求5所述的红外探测器视频模拟信号采集处理系统，其特征在于：adc模数转换器为addi7004，adc模数转换器的采样时钟为16mhz。7.根据权利要求6所述的红外探测器视频模拟信号采集处理系统，其特征在于：fpga数据处理单元为xc4vsx55
‑
10ff1148i。8.根据权利要求7所述的红外探测器视频模拟信号采集处理系统，其特征在于：存储单元使为xilinx公司专用flash配置芯片xcf32p。9.根据权利要求8所述的红外探测器视频模拟信号采集处理系统，其特征在于：时钟单元为100mhz的晶体振动器。10.根据权利要求9所述的红外探测器视频模拟信号采集处理系统，其特征在于：供配电单元采用了低压差稳压电源器件。

技术总结
本发明涉及一种红外探测器视频模拟信号采集处理方法及系统。解决探测器输出像素速率与ADC采样不批配的问题。本发明针对低像素率探测器输出的视频模拟信号进行模数转换，采用采样速率为2倍或数倍于该像素读出速率的ADC模数转换器，通过对同一像素进行多次采样(与ADC模数转换器采样速率和红外探测器像素输出频率的比值相关)，将多次采样位置较平稳、图像相对灰度起伏较小的平坦区域的数字信号相加求取平均后的信号作为该像素的有效量化值。很好的解决了探测器输出像素速率与ADC采样速率不批配的问题，保障高性能ADC可以用于低像素率的图像系统中，并有效提高图像质量。并有效提高图像质量。并有效提高图像质量。


技术研发人员：闫鹏 赵昊 张昕 刘学斌 胡炳樑 刘文龙
受保护的技术使用者：中国科学院西安光学精密机械研究所
技术研发日：2021.07.23
技术公布日：2021/11/4