【正文】 參 考 文 獻[1]邢素霞,張俊舉,常本康,[J].紅外與激光工程,2004,33(5):441444.[2] Hanson Charles M，Beratan Howand R. Thin film ferroelectrics: break though[A].SPIE[C].2002,.[3]李云紅,孫曉剛,[J].光學 精密工程,2007,15(9):13361341.[4][D].南京:南京理工大學,2002.[5][M].北京:國防工業(yè)出版社,1989.[6]范春利,楊立,[J].紅外技術,2002,24(5):2224.[7][D].南京:南京理工大學,2009.[8][M].北京:國防工業(yè)出版社,2005.26。關于非制冷紅外熱像儀的其它一些性能參數(shù)在這里就不再一一介紹了。它可以用前視紅外（FLIR）觀察一個方形或是圓形目標和均勻背景之間的溫差來得到。但是在紅外波長范圍內不容易獲得正弦信號，可以用方塊目標或是條紋目標先得到對比度傳遞函數(shù)，然后采用一系列數(shù)學近似將其轉換成MTF。MTF是用于系統(tǒng)設計、分析和性能說明的基本參數(shù)，它表示系統(tǒng)或系統(tǒng)元件對一個正弦波輸入的振幅響應。通過這些值和平行光管的透過率，目標空間頻率的MRTD值計算公式如下： （）式中，為平行光管的紅外透過率。MRTD與調制傳遞函數(shù)（MTF）相反，其漸近線的低頻段取決于非制冷紅外焦平面的非均勻性。 最小可分辨溫差（MRTD）MRTD是像質的一個主觀度量，是實驗室內對視覺靈敏度和分辨率的綜合度量。然而在紅外熱像儀中，單個像元的NETD的給出需要用到信號傳遞函數(shù)（SiTF）的值，讓黑體源穩(wěn)定在某一溫度，通過采集一定幀數(shù)的紅外焦平面陣列組件的輸出來計算時域的NETD值，其計算公式如下： （） （）式中，為第幀圖像內點的輸出值，為采集圖像的幀數(shù)，為像點的標準偏差。 噪聲等效溫差（NETD）噪聲等效溫差是假定測量源為黑體、大氣傳輸系數(shù)為1的情況下定義的實驗測量值。4 非制冷紅外熱像儀的性能參數(shù)非制冷紅外熱像儀的性能參數(shù)主要包含以下幾個個方面：(1)噪聲等效溫差（NETD）；(2)最小可分辨溫差（MRTD）；(3)最小可探測溫差（MDTD）；(4)非均勻性（NU）；(5)信號傳遞函數(shù)（SiTF）；(6)調制傳遞函數(shù)（MTF）。經(jīng)過盲元補償后, 圖像數(shù)據(jù)將在直方圖處理模塊內完成直方圖統(tǒng)計。信號處理模塊也可以在時序控制邏輯的控制下將處理好的圖像數(shù)據(jù)存儲到 DPRAM 內,然后由 USB 通信接口傳輸?shù)?PC 機。在標定模式下, 信號處理模塊直接將來自于 AD 的原始圖像數(shù)據(jù)存儲到 DPRAM 內。 系統(tǒng)結構圖在校正/標定線程, 信號處理模塊與 NiosII 的數(shù)據(jù)交換是通過 DPRAM 完成的。系統(tǒng)程序采用多任務管理，開機以后, 系統(tǒng)會首先初始化內部的寄存器和外設的狀態(tài)參數(shù), 然后開啟校正/標定、鍵盤管理和 USB 通信等 3 個線程。 基于 NiosII 的系統(tǒng)管理NiosII 是 Altera 公司開發(fā)的一種基于 FPGA 的可配置單指令流的 32 位 RISC 嵌入式處理器, 它支持DMA 數(shù)據(jù)傳輸, 支持用戶定制指令, 運算速度可達250 DMIPS。盲元補償結束后, 圖像數(shù)據(jù)一路進入直方圖處理模塊(見③), 另一路進入圖像增強級(見④)。而盲元標志 Fi,j自從進入流水線后就逐級向后傳遞, 一直到雙路選通開關。加法器一直計算某一像素前后兩個像素的平均值。 而偏移校正系數(shù) Oi,j經(jīng)一級流水延遲后同時到達加法器,加法器輸出結果便是公式(1)表示的校正結果。 k 表示當前幀的編號。為了適合于流水線操作, 系統(tǒng)為每個像素分配一個標志位 來表示該像素是否為盲元。 為校正后信號。 基于流水線結構的實時信號處理非均勻校正、盲元補償和圖像增強是紅外成像系統(tǒng)實時信號處理的3個基本內容。在 FPGA 內,DATAVALID 和 LINE1 將生成當前像素的空間位置信息, 用于讀取該像素的校正系數(shù)。 基于 FPGA 的非制冷紅外熱成像系統(tǒng)結構FPGA為 IRFPA 提供時鐘(MC)、積分(INT)和復位 (RESET) 等 驅 動 信 號 , 而 IRFPA 的 響 應 信 號(SORTIE)經(jīng)過放大和濾波后輸出到 A/D。電路系統(tǒng)以 FPGA 為核心, 通過 FPGA 把 A/D 轉換器、D/A 轉換器、數(shù)據(jù)/程序存儲器、USB 通信接口、鍵盤等 外 設 連 接 成 一 個 有 機 整 體 。 基于FPGA的模塊設計可編程單芯片系統(tǒng)(SOPC)是一種新的 FPGA 設計發(fā)展趨勢, 它不僅支持傳統(tǒng)的信號處理功能, 還能夠集成可編程嵌入式處理器和專用 IP 核。針對非制冷紅外焦平面探測器組件的成像特點,設計了一種基于流水線結構的信號處理體系, 實現(xiàn)了實時的非均勻校正、盲元補償和自適應圖像增強。根據(jù)式（）變形可得 （）根據(jù)上述標定原理，用高精度黑體標定時，=1，=1，則有 （）可見，儀器輸出值僅與被測物體表面溫度有關[6]。則溫度響應率為 （）結合式（）和式（），即將熱探測器的響應度代入式（），得到 （）式中，為熱探測器的探頭溫度。 非制冷紅外探測器的回路示意圖導熱體具有恒定的溫度，在沒有輻射照射時，熱探測器與導熱體之間滿足熱平衡，當探測器吸收輻射后，一部分傳導出去，一部分使探測器溫度升高，其中，熱傳導方程為[8] （）式中，為熱容，表示探測器每升高1攝氏度的溫度所要吸收的熱能；為熱容量；為熱傳導系數(shù)，表示單位時間內探測器和導熱體之間交換的熱量；為探測器的熱導；為探測器吸收輻射后引起的溫升；為探測器吸收系數(shù)；為入射輻射功率。對非制冷紅外熱像儀的分析均起始于紅外輻射造成的敏感元件的溫升，依賴于探測機構對溫升的探測。則式（）可寫成[6] （）式中。探測器的信號電壓有相應的輻射功率和探測器光譜響應度決定，所以在某一波長下探測器的信號電壓為[5]： （）式中為探測器的光譜響應率。 紅外熱像儀熱輻射示意圖圖中，1—環(huán)境，2—被測物體，3—大氣，4—紅外熱像儀，為物體自身輻射，為環(huán)境反射輻射，為大氣透射輻射，為環(huán)境溫度，為大氣透過率，為物體發(fā)射率，為大氣溫