一種紅外熱成像設備制造技術

本發明專利技術公開了一種紅外熱成像設備，包括：FPGA和主芯片；FPGA，用于對接收到的原始數據進行預處理，并分別根據預處理后的數據生成觀測數據和測溫數據，發送給主芯片；主芯片，用于根據接收到的觀測數據和測溫數據完成觀測和測溫。本發明專利技術所述紅外熱成像設備同時具備測溫和觀測功能，功能更為豐富，從而適用范圍更為廣泛。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及紅外技術，特別涉及一種紅外熱成像設備。
技術介紹
現有的紅外熱成像設備按照功能可分為兩種類型，即測溫型和非測溫型，非測溫型又可稱為觀測型。通常，測溫型的紅外熱成像設備僅能實現對于被測物體表面不同點的測溫功能，而觀測型的紅外熱成像設備僅能實現觀測功能，即以觀測圖像的形式顯示出被測物體表面不同點的溫度差別。可見，現有的紅外熱成像設備功能單一，從而限制了紅外熱成像設備的適用范圍。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供了一種紅外熱成像設備，同時具備測溫和觀測功能，功能更為豐富。為了達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種紅外熱成像設備，包括：FPGA和主芯片；所述FPGA，用于對接收到的原始數據進行預處理，并分別根據預處理后的數據生成觀測數據和測溫數據，發送給所述主芯片；所述主芯片，用于根據接收到的觀測數據和測溫數據完成觀測和測溫。可見，本專利技術所述紅外熱成像設備同時具備測溫和觀測功能，功能更為豐富，從而適用范圍更為廣泛；而且，可做到實時處理，即能夠實現實時的觀測和測溫功能。附圖說明圖1為本專利技術紅外熱成像設備實施例的組成結構示意圖。圖2為本專利技術FPGA的組成結構示意圖。圖3為本專利技術像素點復合方式的時序示意圖。圖4為本專利技術行復合方式的時序示意圖。圖5為本專利技術行復合方式的幀結構示意圖。圖6為本專利技術幀復合方式的時序示意圖。具體實施方式為了使本專利技術的技術方案更加清楚、明白，以下參照附圖并舉實施例，對本專利技術所述方案作進一步的詳細說明。圖1為本專利技術紅外熱成像設備實施例的組成結構示意圖。如圖1所示，包括：現場可編程門陣列（FPGA，Field?Programmable?Gate?Array）和主芯片，另外，還可進一步包括：光學系統、紅外探測器、A/D轉換模塊、D/A轉換模塊、閃存（FLASH）和雙倍速率同步動態隨機存儲器（DDR，Double?Data?Rate?Synchronous?Dynamic?Random?Access?Memory）等，為簡化附圖，未表示出FLASH和DDR。紅外探測器將進入光學系統的、被測物體（熱輻射體）發出的紅外輻射轉變為相應的電信號，并將得到的電信號發送給A/D轉換模塊；A/D轉換模塊對接收到的電信號進行模數轉換，并將模數轉換后的數據作為原始數據，發送給FPGA，所述原始數據通常為帶有溫度信息的14bit數字信號。較佳地，為了提高信號質量，對于得到的電信號，還可進一步進行放大和整形等處理，之后再進行模數轉換。以下對其它各模塊的功能分別進行介紹。一）FPGA本專利技術所述方案中，FPGA用于對接收到的原始數據進行預處理，并分別根據預處理后的數據生成觀測數據和測溫數據，發送給主芯片。圖2為本專利技術FPGA的組成結構示意圖。如圖2所示，包括：預處理模塊、觀測數據生成模塊、測溫數據生成模塊以及合并模塊。1）預處理模塊預處理模塊用于對接收到的原始數據進行預處理，并將預處理后的數據分別發送給觀測數據生成模塊和測溫數據生成模塊。如圖2所示，預處理模塊中可具體包括：非均勻性校正單元和盲元校正單元。其中，非均勻性校正單元，用于對接收到的14bit的原始數據進行非均勻性校正，并將非均勻性校正后的14bit數據發送給盲元校正單元。盲元校正單元，用于對接收到的非均勻性校正后的14bit數據進行盲元校正，并將盲元校正后的14bit數據分別發送給觀測數據生成模塊和測溫數據生成模塊。具體地，可在FLASH中保存有紅外熱成像設備出廠前，上位機生成并通過通用異步收發傳輸（UART，Universal?Asynchronous?Receiver?Transmitter）接口發送到FLASH中的非均勻性校正參數和盲元校正參數。相應地，非均勻性校正單元可從FLASH中獲取非均勻性校正參數，并根據獲取到的非均勻性校正參數完成非均勻性校正；同樣，盲元校正單元可從FLASH中獲取盲元校正參數，并根據獲取到的盲元校正參數完成盲元校正。較佳地，非均勻性校正單元和盲元校正單元均支持開關模式。這樣，當上位機生成非均勻性校正參數時，即在進行參數提取時，可令非均勻性校正單元處于關閉模式，從而使得參數提取可基于14bit的原始數據進行，進而提高了后續校正結果的準確性。類似地，當上位機生成盲元校正參數時，即在做盲元判定時，可令盲元校正單元處于關閉模式，從而使得盲元判定可基于非均勻性校正后的14bit數據進行，進而提高了后續校正結果的準確性。如何進行參數提取和盲元判定以及如何進行非均勻性校正和盲元校正均為現有技術。當紅外熱成像設備上電工作時（出廠后），非均勻性校正單元和盲元校正單元均處于開啟模式。2）觀測數據生成模塊觀測數據生成模塊用于根據接收到的預處理后的數據生成觀測數據，并將生成的觀測數據發送給合并模塊。如圖2所示，觀測數據生成模塊中可具體包括：壓縮單元、去噪單元、圖像增強單元和偽彩色處理單元。壓縮單元，用于利用預定壓縮算法，對接收到的14bit數據進行從14bit到8bit的映射，并將得到的8bit數據發送給去噪單元。去噪單元，用于對接收到的8bit數據進行去噪處理，并將去噪處理后的8bit數據發送給圖像增強單元。圖像增強單元，用于對接收到的去噪處理后的8bit數據進行圖像增強處理，并將圖像增強處理后的8bit數據發送給偽彩色處理單元。偽彩色處理單元，用于對接收到的圖像增強處理后的8bit數據進行偽彩色處理，并將偽彩色處理后的16bit數據發送給合并模塊。如何進行14bit到8bit的映射、去噪、圖像增強以及偽彩色處理等均為現有技術。如圖2所示，觀測數據生成模塊中還可進一步包括：縮放單元和656編碼單元。相應地，偽彩色處理單元可進一步用于，將偽彩色處理后的16bit數據發送給縮放單元。縮放單元，用于對接收到的偽彩色處理后的16bit數據進行縮放處理，并將縮放處理后的16bit數據發送給656編碼單元。656編碼單元，用于對接收到的縮放處理后的16bit數據進行656編碼，并將656編碼后的數據發送給D/A轉換模塊。D/A轉換模塊，用于對接收到的656編碼后的數據進行數模轉換，得到進行本地顯示所需的數據。可將數模轉換后的數據在本地顯示，以便于進行現場的安裝及調試等。如何進行縮放、656編碼、數模轉換以及本地顯示等均為現有技術。3）測溫數據生成模塊測溫數據生本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種紅外熱成像設備，其特征在于，包括：現場可編程門陣列FPGA和主芯片；所述FPGA，用于對接收到的原始數據進行預處理，并分別根據預處理后的數據生成觀測數據和測溫數據，發送給所述主芯片；所述主芯片，用于根據接收到的觀測數據和測溫數據完成觀測和測溫。

【技術特征摘要】
1.一種紅外熱成像設備，其特征在于，包括：現場可編程門陣列FPGA和主芯片；
所述FPGA，用于對接收到的原始數據進行預處理，并分別根據預處理后的數據
生成觀測數據和測溫數據，發送給所述主芯片；
所述主芯片，用于根據接收到的觀測數據和測溫數據完成觀測和測溫。
2.根據權利要求1所述的紅外熱成像設備，其特征在于，
所述FPGA中包括：預處理模塊、觀測數據生成模塊、測溫數據生成模塊和合并
模塊；
所述預處理模塊，用于對接收到的原始數據進行預處理，并將預處理后的數據分
別發送給所述觀測數據生成模塊和所述測溫數據生成模塊；
所述觀測數據生成模塊，用于根據接收到的預處理后的數據生成觀測數據，并將
生成的觀測數據發送給所述合并模塊；
所述測溫數據生成模塊，用于根據接收到的預處理后的數據生成測溫數據，并將
生成的測溫數據發送給所述合并模塊；
所述合并模塊，用于對接收到的觀測數據和測溫數據進行合并，并將合并后的數
據發送給所述主芯片。
3.根據權利要求2所述的紅外熱成像設備，其特征在于，
所述預處理模塊中包括：非均勻性校正單元和盲元校正單元；
所述非均勻性校正單元，用于對接收到的14bit的原始數據進行非均勻性校正，并
將非均勻性校正后的14bit數據發送給所述盲元校正單元；
所述盲元校正單元，用于對接收到的非均勻性校正后的14bit數據進行盲元校正，
并將盲元校正后的14bit數據分別發送給所述觀測數據生成模塊和所述測溫數據生成
模塊。
4.根據權利要求3所述的紅外熱成像設備，其特征在于，
所述觀測數據生成模塊中包括：壓縮單元、去噪單元、圖像增強單元、偽彩色處
理單元；
所述壓縮單元，用于對接收到的14bit數據進行從14bit到8bit的映射，并將得到

\t的8bit數據發送給所述去噪單元；
所述去噪單元，用于對接收到的8bit數據進行去噪處理，并將去噪處理后的8bit
數據發送給所述圖像增強單元；
所述圖像增強單元，用于對接收到的去噪處理后的8bit數據進行圖像增強處理，
并將圖像增強處理后的8bit數據發送給所述偽彩色處理單元；
所述偽彩色處理單元，用于對接收到的圖像增強處理后的8bit數據進行偽彩色處
理，并將偽彩色處理后的16bit數據發送給所述合并模塊。
5.根據權利要求3所述的紅外熱成像設備，其特征在于，
所述測溫數據生成模塊中包括：測溫數據轉換單元；
所述測溫數據轉換單元，用于將接收到的盲元校正后的14bit數據轉換為可反映被
測物體真實溫度的14bit測溫數據，并發送給所述合并模塊。
6.根據權利要求2所述的紅外熱成像設備，其特征在于，
所述紅外熱成像設備中進一步包括：雙倍速率同步動態隨機存儲器DDR；
所述合并模塊中包括：合并處理單元；
所述合并處理單元，用于當所述FPGA采用特殊頻點的數據傳輸方式向所述主芯
片傳輸數據時，將接收到的觀測數據和測溫數據進行合并后寫入到所述DDR中，之
后按照發送時鐘頻點將合并后的數據按照幀的格式從所述DDR中讀出，并發送給所
述主芯片；當所述FPGA采用非特殊頻點的數據傳輸方式向所述主芯片傳輸數據時，
將接收到的觀測數據和測溫數據進行合并后，發送給所述主芯片。
7.根據權利要求6所述的紅外熱成像設備，其特征在于，
所述合并模塊中進一步包括：融合單元；
所述融合單元，用于將獲取到的控制信息與接收自所述合并處理單元的合并后的

【專利技術屬性】
技術研發人員：林克榮，葛路燁，
申請(專利權)人：杭州海康威視數字技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33