Unité de traitement du signal d'une caméra thermique

Dans le système opérationnel d'un système d'imagerie thermique caméra, l'unité de traitement du signal agit comme le cerveau, jouant un rôle central. Elle est principalement responsable d'une série de processus complexes sur les signaux bruts reçus du capteur infrarouge, les convertissant en données d'image thermique qui reflètent intuitivement la distribution de température des objets. Cela fournit une base solide pour l'affichage, l'analyse et l'application ultérieures des images.

Après le rayonnement infrarouge émis par les objets, le capteur infrarouge génère des signaux électriques faibles. Ces signaux sont généralement très faibles et mélangés à beaucoup de bruit, ce qui rend difficile leur réception directe. L'unité de traitement du signal collecte d'abord ces signaux bruts et les amplifie via un amplificateur pour amener la puissance du signal à un niveau qui peut être traité. Cela revient à ajouter un haut-parleur à un son faible, ce qui permet aux « auditeurs » suivants d'« entendre » le contenu du signal plus clairement.

En raison de l'influence du capteur et du processus de transmission, divers bruits, tels que le bruit thermique et le bruit d'interférence électromagnétique, se mélangent inévitablement aux signaux bruts. Ces bruits peuvent fausser l'interprétation précise du signal réel et affecter la qualité de l'imagerie thermique. L'unité de traitement du signal utilisera diverses techniques de filtrage, telles que le filtrage passe-bas et le filtrage de bande, pour supprimer les signaux de bruit et conserver les signaux réels et efficaces. Le filtrage passe-bas peut supprimer le bruit haute fréquence, rendant le signal plus fluide ; le filtrage passe-bande peut filtrer les signaux dans une plage de fréquences spécifique, excluant d'autres interférences de fréquence, tout comme l'utilisation d'un filtre pour éliminer les impuretés, rendant le signal plus pur.

Après amplification et filtrage, les signaux analogiques doivent être convertis en signaux numériques pour être traités par des ordinateurs et des circuits de traitement numérique ultérieurs. Le convertisseur analogique-numérique (CAN) de l'unité de traitement du signal se charge de cette tâche essentielle. Il convertit le signal analogique à variation continue en un signal numérique discret, représentant la puissance du signal sous forme de code binaire. Cette conversion permet au signal d'être traité de manière plus précise et plus efficace dans le système numérique, jetant ainsi les bases d'algorithmes et d'analyses complexes ultérieurs.

Pour améliorer la qualité et la précision des images d'imagerie thermique, l'unité de traitement du signal effectuera des opérations d'amélioration et de correction d'image. En utilisant des algorithmes d'amélioration du contraste, la différence entre les différentes régions de température de l'image est augmentée, ce qui rend les différences de température plus évidentes et plus faciles à observer et à analyser. En même temps, l'image est corrigée pour l'uniformité, compensant les différences de luminosité dans l'image causées par la réponse incohérente des pixels du capteur, garantissant que la mesure de température de chaque pixel de l'image est précise et cohérente. Ces opérations sont comme « embellir » et « calibrer » l'image d'imagerie thermique, rendant l'image plus claire et plus précise la distribution de température de l'objet.

Dans certaines applications d'imagerie thermique, il est nécessaire d'obtenir la valeur de température spécifique de l'objet. L'unité de traitement convertit le signal traité en une valeur de température réelle en fonction des caractéristiques du capteur et des données d'étalonnage, et l'annote sur l'image. Grâce au modèle de calcul de température intégré, combiné aux paramètres environnementaux connus et à la courbe de réponse du capteur, la température correspondant à chaque point de pixel est calculée avec précision, fournissant aux utilisateurs des informations quantitatives pour répondre aux exigences strictes de mesure de température de l'inspection industrielle, du diagnostic médical et d'autres applications.