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紅外熱成像儀系統的噪聲

日期: 2020-09-15 15:51:34.0  作者: 拓普瑞  瀏覽次數: 4258
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生活中我們對于噪音都是非常排斥的，在評估紅外熱成像儀系統的性能時，噪聲模型是很重要的。噪聲的存在會使探測器的分辨能力下降，并限制紅外熱成像儀系統的動態性能。噪聲是隨機變量，它由振幅隨機和相位隨機的許多頻率分量組成，因此其波形為非周期的非正弦量。噪聲等效溫差主要由噪聲源、探測器電路以及測量點和測量電路決定。在非成像的第一代紅外探測器中，時間和空間上隨機的噪聲是最主要的噪聲源，它包括光子噪聲、熱噪聲、放大器噪聲、數字化噪聲。其中光子噪聲占主導地位，光子噪聲直接與探測過程有關。

紅外熱成像儀

紅外探測器的光敏材料是通過吸收光子產生光電子的。光子到達探測器的隨機性就會引起光子噪聲。光子噪聲的光譜強度與頻率無關，屬于白噪聲。由光子產生的載流子的壽命是有限的。

熱噪聲或約翰遜噪聲是指導體中電荷載流子的隨機熱運動產生的噪聲。這種載流子的運動類似于微粒的布朗運動。在無外加電壓時,載流子熱運動的方向雜亂無章，沒有規律。隨著溫度的升高，這種熱運動變的更加劇烈。對于許多需制冷的探測器，熱噪聲小于光子噪聲。熱噪聲也屬于白噪聲，主要由等效電阻的阻抗、絕對溫度決定。

紅外探測器的處理電路通常都需要一級或多級放大器電路。放大器由許多元件組成，既有白噪聲又有1/f噪聲。在先進的紅外探測系統的處理電路中，雖然放大器噪聲通常比紅外探測器本身的噪聲要小得多，但是這部分噪聲還不能忽略不計。

第二代焦平面紅外探測系統為了處理高幀頻的數據，要對數據進行采樣。通常采用高速的數字電路進行數字化處理，將探測器產生的模擬信號轉為數字信號的過程要降低信噪比。信噪比的降低是由于數字化近似值的量化臺階是有限的，這種近似即為數字化噪聲。

拓普瑞在紅外熱成像儀前對圖像進行了降噪處理，保證熱圖像的質量。


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