Przetwarzanie sygnału w kamerze termowizyjnej z zastosowaniem układu programowalnego

W artykule przedstawiono system do cyfrowej analizy i przetwarzania obrazu zastosowany w kamerze termowizyjnej. Zaprojektowany system realizuje szereg czynność, do których należą: sterowanie układem matrycy mikrobolometrycznej, wykonanie korekcji niejednorodności detektorów matrycy, wyznaczenie wartości sygnału dla uszkodzonych detektorów, sterowanie wyświetlaniem obrazu termowizyjnego. System został tak zaprojektowany, że algorytmy przetwarzania danych niezbędne do konkretnego zastosowania mogą zostać zaimplementowane w systemie bez ingerencji w elementy sprzętowe. Zostało to uzyskane przez zastosowanie układu programowalnego FPGA oraz układu mikroprocesorowego, które mogą być programowane w systemie.

The paper presents a system for image digital analysis and processing used in a thermal camera. A programmable system ensures significant flexibility for registration of methods and algorithms. It means that it is possible to change or add the processing algorithms, of the data from detectors array, performed in the camera. The system designed for digital analysis and processing of a thermal image controls a system of a microbolometrer focal plane array in order to read a value of the signal from all detector arrays, corrects non-uniformities of detectors array, determines a signal value for bad pixels, and controls displaying a thermal image of a specific format. Moreover, data processing algorithms can be added to the system in dependence on its predicted application. Thus, camera service can be simplified by automatic selection of parameters of thermal camera operation. By applying the methods of signal analysis, a thermal camera can be used not only for observation but also for detection and recognition of appearing objects and phenomena. Data processing methods, employed in a given device, depend on a definite application and on a kind of the analysed data. Thus, they cannot be universal ones and not chosen once and for all. The system has been designed in such a way that data processing algorithms, indispensable for the defined application, can be implemented in the system with no interference in hardware elements. It has been obtained using FPGA programmable device and microprocessor system that are in-system programmable.