探讨红外焦平面图像处理系统研究

梅杰

摘要：在现代战争中，红外焦糖平面图像处理所具有的作用越来越重要。对于红外焦平面图像处理系统的发展历程，还有其装备的研制，以及实际改进的情况，依次进行了相应的介绍，指出了航电系统在现代战争中，所具有的重要性以及优势，然后对集中红外焦平面图像处理系统的性能和其特征进行了探讨，最后对红外焦平面图像处理系统的发展动向进行了分析和论述。

关键词：红外焦平面；图像处理；分析

一、红外焦平面图像处理系统结构分析

红外焦平面图像处理系统的构成部分，主要包括红外焦平面陈列、温度控制系统以及图像信息处理系统，如下图1所示。作为成像系统的探测器件，红外焦平面陈列将红外图像信息，提供了整套图像处理系统；作为整套系统当中的重要部分，图像信息处理系统，将驱动信号，还有电源等都全部提供了红外焦平面陈列，并且对于红外焦平面陈列，将图像信号输出的特征，对信号进行实时处理。在红外焦平面全部陈列单元自身基准中，温度控制系统主要是用来确保其稳定性的，不但可以将输出信号的信噪比得到显著的提高，还能够将红外焦平面陈列的响应灵敏度，得到进一步的提高。

二、红外焦平面陈列

（一）红外焦平面陈列原理

事实上，通过采取集成电路制造等有关的技术，然后进行制作的一个规模较大的红外探测器陈列，即为红外焦平面陈列。经过红外光学系统成像，空间中所发射的红外线在红外焦平面陈列的感光元件上，对于所接收到的光信号，红外探测器通过转换电信号之后，并实施积分放大等，并借助信号传输系统等，最终往监视系统上进行送达。组成红外焦平面陈列的部分，主要包括读出电路以及红外探测器。

在红外焦平面陈列当中，红外探測器有着非常重要的作用，按照其探测原理存在的不同，可以将其分为两大类。第一，光子探测器。光子探测器主要在长波红外波段以及中波红外中进行工作，通过对固体光电效应进行利用，从而达到制作的目标。如果进行细分，可以将光子探测器分为两种，即光伏型和光电导型探测器。第二，热探测器。热探测器的实现，主要是通过对物体红外辐射所具有的热效应的利用，从而达到目标的，一旦红外辐射到热探测器的探测单元时，其温度就会增加，从而导致材料发生物理特性的变化，让器件有相应的点产生并且输出，通过对其输出量进行测量，可以得知，红外辐射所带给探测器的强度。在开发非制冷红外焦平面陈列中，此种技术使用的比较多，可以分为两种，即微测辐射热计和热释电探测器。

（二）红外焦平面陈列光谱响应特征

光子探测器电信号的产生，主要是按照所探测到的光子数量而实现的，再按照光信号所具有的强度，然后对入射辐射能量的大小进行感知。作为一种无选择性的探测器，基本上对于所有波长的红外辐射，热探测器都有一样的光谱响应。

对于探测器的探测光谱的响应范围，红外探测器的光学系统设计也会产生一定的影响，比如光学窗口材料，如果以采取金属锗为主，那么对于探测器而言，可以将其的波段红外光的透过率，提高到8μm～20μm，而相对比其它波段的红外辐射的透过率，其相对而言还是比较低。

（三）红外焦平面陈列技术指标

在结构上，红外焦平面陈列相对而言还是比较复杂的，同时其还有着较多的特性参数，并且对于红外焦平面阵列的工作性能，这些参数还要从不同的角度进行反映。如果红外探测器的体制不同，那么其特性参数也会存在着一定的差异，对比实施单元探测器的光机扫描型系统而言，在性能方面，红外焦平面陈列系统得到了较为明显的提高。

（四）红外成像

对于人眼没有办法感知的红外辐射发布信息，则通过红外成像系统产生的红外图像，从而以红外图像信号的方式进行输出。而对于经过输出的红外图像信号，则需要借助显示系统才可以得到显示，图像经过显示系统显示之后，通过人眼是可以对可见光图像进行感知的，此过程将红外图像转换为可见光图像得到了较好的实现。

三、发展分析

在研究红外焦平面图像处理系统上，经过分析可以采取如下的方法。第一，实施正组补偿方法经连续变焦得以实现。第二，对透镜的材料类型进行合理的选择。考虑到在温度上，红外光学系统具有一定的敏感性，因此对于透镜的材料类型，应该进行合理的选择。从初步对光学进行设计时，就需要将温度所带给系统的影响降低到最小。经常采用红外材料中，在折射率温度变化系数上，Si和Ge都相对比较低，而且相较于Ge，Si的价格比较低，基于此，作为变焦系统的材料，可以考虑选择Si，针对一些透镜可以选择使用Ge，从而达到对色差校正的目标。

结束语：

随着不断研制和开发红外焦平面图像处理系统，这让红外成像系统拥有了越来越好的性能，同时也显著提高了其的可靠性。一旦有局部战争等情况发生时，针对防空反导而言，可以对红外焦平面图像处理系统进行适时的运用，从而更好的进行红外成像探测等，就可以对自身目标的安全进行有效地保护。

参考文献：

[1]胡仕明.基于PICO384的红外成像与数字传输技术研究[D].南京理工大学，2016.

[2]吴茂东.基于FPGA的红外成像系统[D].重庆大学，2016.