Спосіб формування відеосигналів тепловізійного зображення та пристрій для формування тепловізійного зображення -тепловізор

1. Спосіб формування відеосигналів телевізійного зображення, у якому інфрачервоне теплове зображення формують формувачем зображення шляхом паралельного сканування сцени, що спостерігається, причому у фокальну площину формувача зображення вводять калібрувальні рівні у вигляді двох еталонних джерел випромінювання, при цьому порядово розділяють відеосигнали з виходу кожного елемента фотоприймача, підсумовують уздовж кожного рядка, виробляють коректувальний сигнал вирівнювання нерівномірної чутливості і формують результуючий вирівняний сигнал по кожному рядку шляхом множення відеосигналу з виходу кожного елемента фотоприймача на відповідний коректувальний сигнал, який відрізняється тим, що коректувальний сигнал вирівнювання нерівномірної чутливості елементів фотоприймача розділяють на коректувальний сигнал мультиплікативної складової розкиду чутливості за коефіцієнтом корекції по підсиленню та коректувальний сигнал адитивної складової розкиду чутливості за коефіцієнтом корекції по зміщенню, при цьому на першому етапі визначають коефіцієнт корекції по підсиленню сигналу кожного елемента фотоприймача, як відношення різниці підсумованих по рядку сигналів від першого та другого еталонних джерел випромінювання до різниці підсумованих по рядку сигналів від першого та др угого еталонних джерел випромінювання елемента фотоприймача, узятого за еталон, і виконують перше коректування відеосигналу шля 2 (19) 1 3 77817 4 ми входами блока цифрової корекції коефіцієнта входом сигналів корекції коефіцієнтів підсилення, підсилення сигналу, а вихід блока цифрової кореа другий цифровий вихід мікропроцесорного конткції з'єднаний із входом блока цифрової оперативролера з'єднаний із входом цифро-аналогового ної пам'яті, перший цифровий вихід мікропроцесоперетворювача, аналоговий вихід якого з'єднаний рного контролера з'єднаний з другим цифровим з другим підсумувальним входом підсилювача. Група винаходів відноситься до тепловізійних пристроїв формування відеосигналу відповідно до теплового зображення сцени, яка спостерігається, у реальному масштабі часу. Якість сформованого на екрані відеооглядового пристрою інфрачервоного (теплового) зображення сцени, що спостерігається, багато в чому залежить від ступеня компенсації неоднорідності зображення, пов'язаної з розкидом чутливості окремих елементів багатоелементних фотоприймачів (геометричного шуму в зображенні) як по мультиплікативним складовим (розкид по коефіцієнту підсилення сигналу), так і по адитивним складовим (розкид зміщень сигналу). Відомо спосіб формування тепловізійного зображення реалізований у формувачі зображення, де шляхом відрядкового сканування теплового зображення отримують тепловізійний відеосигнал з виходів фотоприймачів. Потім індивідуальні електричні сигнали з кожного чутливого елемента спрямовують на мультиплексор, послідовний аналоговий сигнал з якого спрямовують на процесор для обробки аналогового сигналу зображення. Процесор приймає послідовний аналоговий сигнал з мультиплексора, обчисляє коефіцієнт корекції і видає його у вигляді постійного множника для керування чутливістю кожного індивідуального чутливого елемента по калібрувальному зовнішньому стандартному джерелу випромінювання. Таким чином отримують послідовний аналоговий сигнал зображення з корекцією чутливості. Цей сигнал спрямовують на схему автоматичного регулювання зусилля, яка регулює зусилля відповідно до керуючого сигналу [див. патент (11)US 5587583A. (22) 06.09.95, (54) ТЕПЛОВІЗОР]. Пристрій ТЕПЛОВІЗОР, що реалізує указаний спосіб, містить формувач зображення, чутливий до інфрачервоного випромінювання, і відповідно формуючий видиме зображення. Формувач має детектор (багатоелементний, фотоприймальний пристрій), виконаний у вигляді матриці чутливи х елементів, кожний елемент якої з'єднаний з мультиплексором, вихід якого з'єднаний з процесором обробки. Процесор має блок розрахунку постійного множника для єдиного керування чутливістю, індивідуальний для детектора і калібрований від зовнішнього стандартного джерела інфрачервоного випромінювання. Вихід процесора з'єднаний з входом схеми автоматичного регулювання зусилля [див. патент (11)US 5587583A, (22) 06.09.95, (54) ТЕПЛОВІЗОР]. До причин, що перешкоджають досягненню зазначеної нижче технічної властивості при вико ристанні даного способу та пристрою відносять те, що зазначений спосіб і пристрій, що реалізує його, коректує розкид чутливості окремих фоточутливих елементів шляхом автоматичної корекції тільки коефіцієнта підсилення відеосигналу (виконується операція компенсації мультиплікативної складової геометричного шуму в зображенні сцени, що спостерігається) і не передбачає компенсації розкиду зсувів відеосигналу (компенсації адитивних складових геометричного шум у в зображенні сцени, що спостерігається). Крім того, коефіцієнт корекції підсилення обчислюється при використанні тільки однієї калібрувальної температурної точки (використання зовнішнього стабілізованого по одній температурі джерела випромінювання). Останнє потребує для ефективного калібрування чутливості установлення температури еталонного джерела калібрування, яка дорівнює температурі сцени, що спостерігається, і вимір якої не завжди можливий. Відомо спосіб формування відеосигналу тепловізійного зображення відповідно до інфрачервоного зображення сцени, що спостерігається, викладений у відомому пристрої, в якому шляхом відрядкового сканування інфрачервоного зображення отримують видеосигнал з виходів фоточутливих елементів. Для визначення коефіцієнтів корекції розкиду чутли вості у фокальну площину формувача інфрачервоного зображення вводять калібрувальні рівні у вигляді двох джерел випромінювання, при цьому стабілізують задану різницю температур цих джерел випромінювання. За знайденою різницею відеосигналів ÑUci = Uci2 – Uci1 від двох джерел температури при відомій різниці температур цих джерел ÑT визначають чутливість окремих чутливи х елементів фотоприймача, як : Si = ÑUci/ÑTe, після чого й обчислюють коефіцієнти корекції чутливості і-го фоточутливого елемента по мультиплікативній складовій геометричного шуму діленням чутливості еталонного фоточутливого елемента і того, що вимірюється: Kis = Se / Si. Пристрій ТЕПЛОВІЗОР, що реалізує зазначений спосіб, призначений для формування видеосигналу відповідно до 14 зображення сцени, що спостерігається, у якому введені засоби формування калібрувальних рівнів у поле зору, при цьому згадані засоби формування містять два випромінюючих елементи, розташованих у фокальній площині пристрою формування 14 зображення, а також пристрій керування і стабілізації температури цих елементів, що забезпечують підтримку заданої різниці температур між ними 5 77817 6 [див. заявку 2100548, заявл. 09.06.82, № 8216763, стабілізованого по температурі еталонного джереВеликобританія, ТЕПЛОВІ ЗОРИ]. ла випромінювання, але утворюючим на фотоДо причин, що перешкоджають досягненню приймачі за допомогою оптичного перемикача зазначеної технічної властивості, відносять те, що опроміненість еквівалентну опроміненості від двох пристрій не містить елементів компенсації адитивджерел випромінювання з різною температурою них складових неоднорідностей відеосигналів 14 [див. патент (11) 2090976, (22) 16.01.95, (54) ТЕПзображення, пов'язаних із розкидом чутливості ЛОВИЗОР, Россия]. елементів по зміщенню сигналу, і крім того, в приДо причин, що перешкоджають досягненню строї не передбачене підсумовування зазначеної нижче технічної властивості при вико(інтегрування) відеосигналу по еталонному джеристанні даного пристрою відносять те, що в зарелу випромінювання, що при наявності випадкозначеному прототипі пристрою не передбачені вого характеру власних шумів окремого елемента пристрої корекції розкиду зміщень відеосигналу фотоприймача буде призводити до похибки виміру (адитивних складових неоднорідності величини відеосигналу від джерела калібрування. інфрачервоного зображення), що буде призводити Найбільше близьким способом у групі винау певних умовах до неповного усунення геометходів того ж призначення до способу, що заявричних шумів, що знижують якість тепловізійного ляється, за сукупністю ознак, є спосіб формування зображення, а також відсутній пристрій тепловізійного сигналу, в якому інфрачервоне теппідсумовування (інтегрування) сигналу для знилове зображення формують шляхом паралельного ження впливу випадкових шумів фотоприймача. сканування сцени, що спостерігається, багатоелеПеред авторами стояло завдання створення ментним фотоприймачем, при цьому відрядкове групи винаходів, що дозволять формувати видеорозділяють відеосигнали з виходу кожного елесигнал тепловізійного зображення сцени, що спомента фотоприймача, сумують уздовж кожного стерігається, з повною компенсацією неодрядка, виробляють коректувальний сигнал норідності інфрачервоного зображення, зв'язаною вирівнювання нерівномірної чутливості і формують з неоднорідністю чутливості окремих елементів результуючий вирівняний сигнал на кожному рядку фотоприймача як по коефіцієнту підсилення, так і шляхом множення відеосигналу з виходу кожного по зміщенню сигналів на їхніх ви ходах. елемента фотоприймача на відповідний коректуСутність винаходу полягає у наступному. вальний сигнал. Для рішення поставленого завдання по [(11) 2113065, (22) 15.06.93, (54) СПОСОБ об'єкту-способу у відомому способі, у якому ВЫРАВНИВАНИЯ НЕРАВНОМЕРНОЙ ЧУВСТВИінфрачервоне теплове зображення формують ТЕЛЬНОСТИ ФОТОПРИЕМНИКОВ СКАНИРУЮшляхом паралельного сканування сцени, що споЩИХ ЛИНЕЕК ТЕПЛОВИЗОРОВ, Россия]. стерігається, багатоелементним фотоприймачем, До причин, які перешкоджають досягненню запри цьому відрядкове розділяють відеосигнали з значеної нижче технічної властивості при викоривиходу кожного елемента фотоприймача, станні зазначеного способу відносять те, що при підсумовують уздовж кожного рядка, виробляють наявності протяжних локальних неоднорідностей коректувальний сигнал вирівнювання теплової картини, що аналізується, в просторі нерівномірної чутли вості і формують результуюпредметів, знайдені коефіцієнти корекції, шляхом чий вирівняний сигнал на кожному рядку за доподілення сумарних значень вихідного сигналу фомогою множення видеосигналу з виходу кожного топриймача уздовж рядка до згладжених значень елемента фотоприймача на відповідний коректусумарних значень, у більшій частині несуть вальний сигнал, у ньому коректувальний сигнал інформацію неоднорідностей теплової картини, вирівнювання нерівномірностей чутливості додатніж геометричних шумів, обумовлених ково розділяють на дві складові: мультиплікативну нерівномірністю чутливості по коефіцієнту (коефіцієнт корекції посилення відеосигналу) і підсилення і зміщень сигналів окремих елементів адитивну (коефіцієнт корекції зміщення фотоприймача , що призводить до неповної комвідеосигналу). Для цього на першому етапі визнапенсації геометричних шумів зображення. чають коефіцієнти корекції по підсиленню, для Найбільш близьким пристроєм у групі виначого у фокальну площину формувача ходів цього ж призначення до пристрою, що заявінфрачервоного зображення по черзі вводять на ляється, за сукупністю ознак, приведених у проточас тестування два еталонних джерела витипі, є пристрій, який складається з послідовно промінювання з різною стабілізованою температурозташованих по ходу оптичного сигналу рою для калібрування відеосигналу, при цьому об'єктива, оптичного перемикача з датчиком посигнали з кожного фоточутливого елемента ложення та електромеханічним приводом, багаінтегрують протягом часу тестування, потім визнатоелементного фотоприймача, послідовно чають різницю інтегрованих сигналів UcilS і Uci2S від з'єднаних з фотоприймачем першого комутатора, першого і другого джерел: підсилювача, перший вихід якого з'єднаний з перÑUciS = Uci2S - Uci1S шим входом аналого-цифрового перетворювача, і обчисляють коефіцієнти корекції чутливості івихід якого з'єднаний з першим входом блока го фоточутливого елемента по мультиплікативній пам'яті і мікропроцесорного контролера, в якому складовій діленням різниці інтегрованих сигналів на перший вихід підключено відеооглядовий еталонного фоточутливого елемента і пристрій, при цьому оптичний перемикач виконано вимірюваного: у вигляді диска з прозорими і непрозорими з двоKis = ÑUсэS/ÑUcіS, ма різними коефіцієнтами відбиття зонами, які отримані значення коефіцієнтів корекції чутличергуються, для вводу випромінювання від одного вості записують в оперативну пам'ять і надалі теп 7 77817 8 ловізійний сигнал коректують на відповідний коливість запровадження у фокальну площину форефіцієнт підсилення шляхом множення на мувача зображення двох еталонних джерел вивідповідний коефіцієнт корекції. промінювання, в нього додатково введені блоки На другому етапі після виконання корекції тепроздільного формування коефіцієнтів корекції розловізійного сигналу по мультиплікативній склакиду чутливості елементів фотоприймача по мульдовій геометричного шуму виконують повторне типлікативній складовій (коефіцієнта корекції тестування, але тільки по одному з джерел випідсилення) і адитивній складовій (зміщення сигпромінювання, наприклад, першому. При цьому налу), «n» - канальний інтегратор з пристроєм кесигнали з кожного фоточутливого елемента порування зміни часу інтегрування пікселя тепвторно інтегрують протягом деякого проміжку часу ловізійного зображення сцени, що спостерігається, на час інтегрування відеосигналу від еталонного і по інтегрованих сигналах U`cilS обчисляють коджерела випромінювання, другий підсумувальний ефіцієнт корекції по адитивній складовій як: вхід підсилювача для корекції зміщення вхідного асі = (U'сэ1S - U'cilS)tП/tТ , аналогового сигналу, блок корекції цифрового сигде tП - час інтегрування пікселя інфрачервоної налу по коефіцієнту підсилення і цифросцени, що спостерігається; аналоговий перетворювач, при цьому «n» входів tТ - час інтегрування сигналу від джерела виінтегратора з'єднані з відповідними виходами елепромінювання, яке тестують. ментів фотоприймача, його «n» виходи з'єднані з За знайденими коефіцієнтами корекції фор«n» входами комутатора, а вихід комутатора мують відповідний сигнал корекції по адитивній з'єднаний з першим входом підсилювача, вихід складовій геометричного шуму шля хом подачі коякого з'єднаний з входом аналого-цифрового перектувального сигналу а сі на підсумувальний вхід ретворювача, причому його інформаційні виходи підсилювача сигналу фотоприймача, тобто при«м» розрядів з'єднані через узгоджуючий пристрій зводять зміщення усіх чутливих елементів до з першим «м» розрядним входом блока цифрової зміщення еталонного фоточутли вого елемента. корекції коефіцієнта підсилення сигналу, а цифроКомпенсація адитивної складової геометричвий вихід блока цифрової корекції сполучений із ного шуму може провадитися й у цифровій формі входом блока цифрової оперативної пам'яті, перза допомогою мікропроцесорного контролера ший цифровий вихід мікропроцесорного контролешляхом послідовного множення видеосигналу на ра з'єднаний з другим цифровим входом сигналів обчислений коефіцієнт корекції по мулькорекції коефіцієнтів підсилення, а другий цифротиплікативній складовій і віднімання коефіцієнта вий вихід мікропроцесорного контролера з'єднаний корекції по адитивній складовій у обчислювальноіз входом цифро-аналогового перетворювача, му цифровому блоці. аналоговий вихід якого з'єднаний з другим Відновлення знайдених коефіцієнтів корекції підсумувальним входом підсилювача. по адитивній і мультиплікативній складовій проваУказана сукупність ознак пристроюю забезпедиться по надходженню нової команди тестування чує реалізацію способу групи винаходів, що проабо відповідної команди циклограми роботи теппонуються, і забезпечує досягнення технічної влаловізора. стивості: розділення неоднорідностей Сукупність ознак запропонованого способу тепловізійного зображення, пов'язаних з групи винаходів по формуванню тепловізійного нерівномірністю чутливості елементів фотоприйзображення, в якому при формуванні мача на складові з наступною роздільною їх комвідеосигналів тепловізійного зображення виконупенсацією при використанні алгоритмів обробки та ють розкладання неоднорідності тепловізійного еталонних джерел випромінювання. зображення, пов'язаної з нерівномірністю чутлиГрупа винаходів, що заявляється, відповідає вості, на складові по коефіцієнту підсилення і вимогам єдності винаходу, оскільки група зміщення, визначення коефіцієнтів корекції скларізнооб'єктних винаходів утворює єдиний видових по інтегрованим відеосигналам окремих нахідницький задум, причому один із об'єктів групи елементів від двох еталонних джерел виТЕПЛОВІЗОР, що заявляється, призначений для промінювання, які вводять у фокальну площину на здійснення другого об'єкта, що заявляється, групи час тестування джерел калібрування, обчисленні винаходів способу компенсації геометричних по обміряним значенням відеосигналів протягом шумів тепловізора, при цьому обидва об'єкти групи часу тестування коефіцієнтів корекції винаходів спрямовані на рішення однієї і тієї ж відеосигналів і корекції відеосигналів по двох задачі з одержанням єдиної технічної властивості. складових окремо забезпечує ви щевказана влаНа кресленнях представлені залежності, що стивість. пояснюють спосіб і пристрій, що пропонуються, Для вирішення поставленого завдання по групи винаходів, де: об'єкту - пристрій у відомому пристрої - ТЕПна Фіг.1 представлено залежність ЛОВІЗОР, що складається з послідовно відеосигналу, що формується, одного із чутливих розміщених по ходу оптичного сигналу об'єктива і елементів фотоприймача та чутливого елемента сканера формувача оптичного зображення, оптичданого фотоприймача, узято за еталон, від опного перемикача і багатоелементного фотоприйроміненості джерелами опромінювання з різною мача, послідовно з'єднаних з фо топриймачем котемпературою “Т” без компенсації неоднорідності мутатора, підсилювача, аналого-цифрового чутливості окремих елементів; перетворювача, цифрового блока оперативної на Фіг.2 представлено залежність пам'яті і мікропроцесорного контролера, в якому відеосигналу, що формується, одного із чутливих на аналоговий вихід підключено видеооглядовий елементів фотоприймача та чутливого елемента пристрій, при цьому оптичний перемикач має мож 9 77817 10 даного фотоприймача, узято за еталон, від опвідеосигнал на відповідний коефіцієнт корекції роміненості джерелами опромінювання з різною чутливості по мультиплікативній складовій. температурою “Т” після проведення операції комПісля запису в пам'ять процесора значень Kis пенсації мультиплікативної складової неодна другому етапі калібрування відеосигналу знанорідності чутливості окремих елементів; ходиться інтегрований на деяких однакових на Фіг.3 представлено залежність проміжках часу tT сигнал UcilS від першого джерела відеосигналу, що формується, одного із чутливих випромінювання з урахуванням корекції по чутлиелементів фотоприймача та чутливого елемента вості, вра ховуючи сигнал еталонного фоточутлиданого фотоприймача, узято за еталон, від опвого елемента U`cэ1S, і визначає коефіцієнт короміненості джерелами опромінювання з різною рекції по адитивній складовій як: температурою “Т” після проведення операцій асі = (U`cэ1S - U`ci1S) tП /tТ роздільної компенсації мультиплікативної і адиЦі коефіцієнти корекції по адитивній складовій тивної складових неоднорідності чутливості окрегеометричного шуму записуються в пам'ять процемих елементів; сора мікропроцесорного контролера і надалі, до - на Фіг.4 представлено блок-схему пристрою одержання нової команди на калібрування ТЕПЛОВІЗОР, що реалізує запропонований відеосигналу. мікроконтролер видає через цифроспосіб. аналоговий перетворювач значення коефіцієнта Відомості, які підтверджують можливість відеосигналу по адитивній складовій на здійснення кожного об'кта групи винаходів, що підсумувальний аналоговий вхід підсилювача. заявляються, з одержанням зазначеної технічної Ефективність вирівнювання неоднорідності властивості. чутливості по окремим складовим: мульПо об 'єкту - способу типлікативним та адитивним видно із аналізу наПід час кадрової розгортки формувач ведених на фігурах 1-3 залежностей відеосигналу інфрачервоного (теплового) зображення за допоUс від опроміненості джерела випромінювання з могою об'єктива і сканера формує у площині чутрізною температурою “Т”. ливих елементів багатоелементного фотоприймаНа Фіг.1 наведено приклад залежностей ча інфрачервоне (теплове) зображення сцени, що відеосигналу Uce чутливого елемента фотоприйспостерігається, у площині об'єктива. Під час хомача, узятого за еталон, і залежність відеосигналу лостого ходу сканера кадрової розгортки (або на Uce і-го фоточутливого елемента (одного з "n" елечас тестування контрольних сигналів) у фокальну ментів) від випромінювання в залежності від опплощину формувача інфрачервоного зображення роміненості джерелом випромінювання з різною по черзі вводиться випромінювання від першого температурою "Т" до проведення компенсації непротяжного джерела калібрування з температурою однорідності чутливості, де ведено такі позначки: “Т1”, а потім - від др угого джерела виU с - сигнал-відклик фоточутливого елемента промінювання, що має температуру “Т 2”. Для усуна вплив променистого нення впливу випадкових шумів фотоприймача потоку при опромінюванні Р("Т") від джерела вихідні сигнали кожного фоточутливого елемента і опромінювання з температурою T; при опромінюванні від першого та другого джерел Е - залежність сигналу фоточутливого елекалібрування інтегруються за період часу введенмента багатоелементного фотоприймача, узятого ня еталонних джерел випромінювання. за еталон; На першому етапі калібрування відеосигналів і - залежність сигналу і-го фоточутливого "n"по інтегрованих сигналах Uci1S, від першого джереелементного фотоприймача, де і може ла випромінювання і Uci2S від другого джерела визмінюватись від 1 до "n". промінювання обчислюють різницю інтегрованих Чутливість фоточутливих елементів характесигналів: ризується нахилом лінійної залежності вихідного ÑUciS = Uci2S - UcilS. сигналу фо точутливого елемента (тангенсом кута Коефіцієнт корекції чутливості і-го фо точутлинахилу), а зміщення вихідного сигналу зміщенням вого елемента по мультиплікативній складовій указаної лінійної залежності з початку координат визначається діленням різниці інтегрованих сигпри Р("Т")=0. налів еталонного фоточутливого елемента і того, З аналізу залежностей, наведених на Фіг.1, що вимірюється: видно недостатню ефективність калібрування розкиду чутливості по одному джерелу виÑU cэS / T1 - T 2 K is = . промінювання з однією стабілізованою температуÑ U ciS / T1 - T2 рою, так як, наприклад , при якійсь температурі "Т" При стабілізованій температурі еталонних джерела випромінювання сигналу з еталонного джерел випромінювання вищезгадана формула фоточутли вого елемента та і-го фоточутливого набуває такого вигляду: елемента рівні, тобто коефіцієнт корекції сигналу Ñ U cэS дорівнює 1. Однак при опромінюванні від джерел K is = випромінювання з температурою "Т1" або "Т 2" сигÑU ciS нали з указаних фоточутливих елементів Отримані таким способом значення ковідрізняються і потребують введення коефіцієнта ефіцієнтів корекції чутливості по мультиплікативній корекції чутливості. складовій записуються в пам'ять цифрового Вигляд залежностей сигналу з еталонного мікропроцесорного контролера і надалі, до одерчутливого елемента та і-го фоточутливого ележання нової команди на калібрування мента після корекції мультиплікативної складової відеосигналу, процесор множить вихідний шумів по двох джерелах випромінювання пред 11 77817 12 ставлено на Фіг.2, а після корекції адитивних склавихід формувача синхроімпульсів пристрою дових - на Фіг.3. стабілізації швидкості обертання та формування Як видно з Фіг.3, у результаті проведеної косинхроімпульсів 22 з'єднаний з другим входом рекції тепловізійне зображення буде мати незначпристрою керування оптичним перемикачем 6, на ний рівномірний фон, що дорівнює зміщенню етаперший вхід якого надходить команда тестування, лонного фоточутливого елемента. а його вихід 1 з'єднаний з входом електромеПо об 'єкту - пристрій ханічного приводу 5. При цьому другий вихід форТепловізор (див. Фіг.4) містить розміщені по мувача синхроімпульсів пристрою стабілізації ходу оптичного сигналу: об'єктив 1 і сканер 2 форшвидкості обертання та формування синмувача тепловізійного зображення 3, оптичний хроімпульсів 22 з'єднаний з відповідними входами перемикач 4 з електро-механічним приводом 5 та синхронізації по тактовим синхроімпульсам (ТСІ) пристроєм керування 6, багатоелементний "'n''блоків електронного тракту ци фро-аналогової обканальний фотоприймач 7, послідовно з'єднані з робки сигналу. Вхід еталонного джерела вифотоприймачем інтегратор 8, комутатор 9, промінювання 16 з'єднаний з входом пристрою підсилювач 10, аналого-цифровий перетворювача керування і стабілізації 17 його температури, а 11, цифровий запам'ятовуючий пристрій 12, вихід датчика температури джерела вимікропроцесорний контролер 13, відеооглядовий промінювання 16 з'єднаний з входом пристрою пристрій 14. При цьому оптичний перемикач 4 має керування і стабілізації температури 17. можливість вводити у фокальну площину за допоОб'єктив 1 із інфрачервоного випромінювання, могою об'єктива 15 зображення еталонного джещо надходить на вхідну лінзу, формує у фокальній рела випромінювання 16, причому оптичний переплощині та в проміжній фокальній площині микач 4 має дві області з різним коефіцієнтом інфрачервоне (теплове) зображення сцени, що відбиття для формування двох рівнів опспостерігається. Фото чутли ві елементи фотороміненості фотоприймача при стабілізації темпеприймача 7, розміщені у фокальній площині ратури джерела випромінювання 16 пристроєм об'єктива перетворюють енергію інфрачервоного керування і стабілізації 17. Додаткові блоки випромінювання в електричні сигнали, які надхороздільного формування коефіцієнтів корекції дять на відповідні паралельні входи “n”-канального мультиплікативної і адитивної складових неодінтегратора 8 і надалі перетворюються комутатонорідності чутливості елементів фотоприймача ром 9 у послідовний аналого-дискретний сигнал. містять в собі блок корекції цифрових сигналів Багатоканальний інтегратор- 8 і комутатор 9 моаналого-цифрового перетворювача (АЦП) 18, по жуть бути виконані як частина гібридного фотокоефіцієнту підсилення, з блоком узгодження 19 та приймача, який складається із фоточутливи х до блок корекції аналогових відеосигналів по інфрачервоного випромінювання елементів та зміщенню, який складається з цифро-аналогового кремнієвих приладів з зарядним зв'язком (ПЗЗ), на перетворювача 20 і кола підсумовування яких виконується підсумовування сигналу та мульпідсилювача 10. Сканер містить скануючий оптичтиплексування (комутація). Для недопущення пений елемент, наприклад, багатогранну дзеркальну реповнення зарядом ПЗЗ комірки в режимі призму 21 і пристрій стабілізації швидкості оберпідсумовування сигналу від еталонного джерела тання і формування синхроімпульсів 22 для узгодвипромінювання в ПЗЗ структурі використовується женої роботи блоків електронного тракту та форрежим антиблюмінга (В.Д.Бейкер та інш. «Прибомування синхроімпульсу часу інтегр ування ры с зарядовой связью», М: Мир, 1982,стор.172, видеосигналу в режимі формування відеосигналу 177). інфрачервоної сцени, що спостерігається. Сигнали, інтегровані протягом часу сканування Виходи елементів фотоприймача з'єднані з одного пікселя зображення сцені, що сповідповідними входами "n"-канального інтегратора стерігається, або протягом часу тестування зоб8, а його виходи з'єднані з "n"- входами комутатора раження еталонного джерела випромінювання, 9, вихід комутатора з'єднаний з першим входом надходять на перший вхід підсумовуючого підсилювача 10, вихід якого з'єднаний з входом підсилювача 10, виконаного на операційному аналого-цифрового перетворювача II, причому підсилювачі, наприклад, мікросхемі типу 154УД4. його інформаційні виходи з'єднані через блок узВідеосигнали, які надходять з виходу годження 19 з першим входом 1 блока цифрової підсумувального підсилювача 10, перетворюються корекції коефіцієнта підсилення сигналу 18, а ви хід в цифрову форму аналого-цифрового перетворюблока цифрової корекції 18 з'єднаний з входом вача 11, наприклад, мікросхема типу 1107ПВЗ, у блока цифрового оперативно-запам'ятовуючого вигляді паралельного "m"- розрядного цифрового пристрою 12, вихід якого з'єднаний з цифровим коду , який перетворюється блоком узгодження 19, входом мікропроцесорного контролера 13. Перший виконаним, наприклад, на інверторах типу аналоговий вихід мікропроцесорного пристрою 13 100ЛМ102 та перетворювачах типу 100ПУ25 для з'єднаний з відеовходом відеооглядового приперетворення рівнів ЕСТЛ у рівні ТТЛ. Для корекції строю 14. Другий цифровий ви хід мультиплікативної складової шуму в блоці корекції мікропроцесорного контролера 13 з'єднаний з друцифрових сигналів АЦП 18 застосовується гим входом блока цифрової корекції цифрових функціональний спосіб з використанням мікросхем сигналів АЦП 18, а третій цифровий вихід ПЗУ 1656РЕ4. Старшими "m"- розрядами адресу мікропроцесорного контролера 13 з'єднаний зі ПЗУ (перший паралельний вхід блока корекції входом цифро-аналогового перетворювача 20, цифрових сигналів 18) є цифровий код видеосиганалоговий вихід якого з'єднаний з другим налу, який надходить з виходу блока узгодження підсумовуючим входом підсилювача 10. Перший 19. Молодшими розрядами адресу ПЗП ( другий 13 77817 14 паралельний вхід блока корекції цифрових сигла випромінювання і Uci2S від другого джерела виналів АЦП 18) є коректувальний код по мульпромінювання блок обчислення типлікативній складовій, який надходить з другого мікропроцесорного контролера 13 обчислює виходу мікропроцесорного контролера. різницю інтегрованих сигналів: Мікросхема ПЗУ прошита таким чином, що забезÑUciS = Uci2S - UcilS. печує перемноження вхідного коду на коректуКоефіцієнт корекції чутливості і-го фо точутливальний коефіцієнт мультиплікативної складової. вого елемента по мультиплікативній складовій Сигнал коефіцієнта корекції по адитивній визначається діленням різниці інтегрованих сигскладовій надходить з виходу 3 мікропроцесорного налів еталонного фоточутливого елемента і контролера на вхід цифро-аналогового перетвовимірюється: рювача 20 і далі у вигляді аналогового коефіцієнта Ñ U ceS K is = . корекції зміщення сигналу надходить на другий Ñ U ciS підсумувальний вхід підсумовуючого підсилювача Отримані таким способом значення ко10. ефіцієнтів корекції чутливості по мультиплікативній Відкоректований таким чином відеосигнал складовій записуються в пам'ять оперативного надходить на вхід цифрового блока ОЗП 12 з вимікропроцесорного контролера 13 і надалі, до ходу блока корекції АЦП 18 . Завданням цього одержання нової команди на калібрування блока є накопичення кадру зображення за період відеосигналу, мікропроцесорний контролер 13 викадрової розгортки телевізійного стандарту (40 дає цифровий код корекції мультиплікативної мсек), для наступного зчитування його складової у блок корекції цифрових сигналів АЦП мікропроцесорним контролером 13 у телевізійному 18 до надходження нової команди "тестування". стандарті. Блок цифровий ОЗП 12 містить два Після запису в пам'ять мікропроцесорного конблоки пам'яті. У будь-який момент часу один з них тролера 13 значень Kis на наступному ході кадрознаходиться в режимі запису напівкадру зобравої розгортки (другому етапі калібрування ження, а другий - у режимі зчитування. відеосигналів) по інтегрованих сигналах UcilS від Мікропроцесорний контролер 13 перетворює першого джерела випромінювання блок обчислюінформацію тепловізійного кадру, записану в вання мікропроцесорного контролера 13 обчислює пам'ять цифрового блока ОЗП 12, у телевізійний кадр і видає відеосигнали в телевізійному станінтегровані сигнали UcilS від першого джерела випромінювання з урахуванням корекції по чутлидарті зі свого першого виходу на відеооглядовий вості, включаючи сигнал еталонного фюточутливопристрій 14. Крім того обчислювальний блок го елемента U`cэlS, і визначає коефіцієнти корекції мікропроцесорного контролера 13 по команді "теспо адитивній складовій як: тування" обчислює і видає коефіцієнти корекції асі = (U'celS - U'сіlS)tП /tТ, відеосигналів по мультиплікативним і адитивним де U'celS - інтегрований протягом часу (tT) форскладовим геометричного шуму в зображенні, для мування зображення першого еталонного джерела чого по команді "тестування" оптичний перемикач випромінювання сигнал фоточутливого елемента, 4 за програмою пристрою управління оптичним узятого за еталонний; перемикачем 6 і допомозі електромеханічного U'cilS - інтегрований протягом часу (tT) формуприводу 5 поперемінне вводить у проміжну фовання зображення першого еталонного джерела кальну площину об'єктива 1 зображення еталонновипромінювання сигнал і-го фоточутливого елего джерела випромінювання 16, температура якого мента; стабілізується за допомогою блока керування та tП - час інтегрування сигналу пікселя зобрастабілізації температури 17 спочатку за допомогою ження. сектора , що має коефіцієнт відбиття r1, а потім за Ці коефіцієнти корекції по адитивній складовій допомогою сектора, що має коефіцієнт відбиття r2, геометричного шуму записуються в пам'ять процеімітуючи тим самим введення зображення від двох сора і надалі до одержання нової команди на джерел випромінювання з різною температурою калібрування відеосигналу контролер видає зна"Т1" та "Т2 ". При цьому пристрій керування оптиччення коефіцієнта корекції по адитивній складовій ним перемикачем з другого ви ходу видає на "n+1" на другий, що віднімає, вхід підсилювача. вхід інтегратора синхроімпульс зміни часу У результаті проведеної корекції відеосигналу інтегрування відеосигналу пікселя зображення на по адитивній і мультиплікативній складовим шуму час інтегрування відеосигналу від джерела етана відеооглядовому пристрої відображається очилонного випромінювання. щене від геометричного шуму теплове зображенНа першому етапі калібрування відеосигналів ня. по інтегрованих сигналах UcilS від першого джере 15 Комп’ютерна в ерстка М. Клюкін 77817 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601