थर्मल इमेजिंग कैमरे की सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट

थर्मल इमेजिंग की परिचालन प्रणाली में कैमरासिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट मस्तिष्क की तरह काम करती है, जो केंद्रीय भूमिका निभाती है। यह मुख्य रूप से इन्फ्रारेड सेंसर से प्राप्त कच्चे सिग्नल पर जटिल प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के लिए जिम्मेदार है, उन्हें थर्मल इमेज डेटा में परिवर्तित करता है जो सहज रूप से वस्तुओं के तापमान वितरण को दर्शाता है। यह बाद की छवि प्रदर्शन, विश्लेषण और अनुप्रयोग के लिए एक ठोस आधार प्रदान करता है।

वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित अवरक्त विकिरण के बाद, अवरक्त सेंसर कमजोर विद्युत संकेत उत्पन्न करता है। ये संकेत आमतौर पर बहुत फीके होते हैं और बहुत सारे शोर के साथ मिश्रित होते हैं, जिससे उन्हें सीधे प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है। सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट पहले इन कच्चे संकेतों को इकट्ठा करती है और सिग्नल की ताकत को उस स्तर तक लाने के लिए एक एम्पलीफायर के माध्यम से उन्हें बढ़ाती है जिसे संसाधित किया जा सकता है। यह एक फीकी आवाज़ में लाउडस्पीकर जोड़ने जैसा है, जिससे बाद के "श्रोताओं" को सिग्नल की सामग्री को अधिक स्पष्ट रूप से "सुनने" की अनुमति मिलती है।

सेंसर और ट्रांसमिशन प्रक्रिया के प्रभाव के कारण, थर्मल शोर और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस शोर जैसे विभिन्न शोर अनिवार्य रूप से कच्चे सिग्नल में मिल जाते हैं। ये शोर वास्तविक सिग्नल की सटीक व्याख्या को बाधित कर सकते हैं और थर्मल इमेजिंग की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं। सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट शोर सिग्नल को हटाने और वास्तविक और प्रभावी सिग्नल को बनाए रखने के लिए लो-पास फ़िल्टरिंग और बैंड फ़िल्टरिंग जैसी विभिन्न फ़िल्टरिंग तकनीकों का उपयोग करेगी। लो-पास फ़िल्टरिंग उच्च-आवृत्ति शोर को हटा सकता है, जिससे सिग्नल अधिक सुचारू हो जाता है; बैंड-पास फ़िल्टरिंग एक विशिष्ट आवृत्ति सीमा के भीतर सिग्नल को स्क्रीन कर सकता है, अन्य आवृत्ति हस्तक्षेपों को छोड़कर, जैसे अशुद्धियों को हटाने के लिए फ़िल्टर का उपयोग करना, जिससे सिग्नल अधिक शुद्ध हो जाता है।

प्रवर्धन और फ़िल्टरिंग के बाद, एनालॉग सिग्नल को कंप्यूटर और उसके बाद डिजिटल प्रोसेसिंग सर्किट द्वारा प्रोसेसिंग के लिए डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित करने की आवश्यकता होती है। सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट में एनालॉग-टू-डी कनवर्टर (ADC) इस महत्वपूर्ण कार्य को करता है। यह लगातार बदलते एनालॉग सिग्नल को एक असतत डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित करता है, जो बाइनरी कोड के रूप में सिग्नल की ताकत को दर्शाता है। यह रूपांतरण सिग्नल को डिजिटल सिस्टम में अधिक सटीक और कुशलता से संसाधित करने की अनुमति देता है, जो बाद के जटिल एल्गोरिदम और विश्लेषण के लिए नींव रखता है।

थर्मल इमेजिंग छवियों की गुणवत्ता और सटीकता में सुधार करने के लिए, सिग्नल प्रोसेसिंग यूनिट छवि वृद्धि और सुधार संचालन करेगी। कंट्रास्ट वृद्धि एल्गोरिदम का उपयोग करके, छवि में विभिन्न तापमान क्षेत्रों के बीच तापमान में वृद्धि की जाती है, जिससे तापमान अंतर अधिक स्पष्ट और निरीक्षण और विश्लेषण करने में आसान हो जाता है। उसी समय, छवि को एकरूपता के लिए सही किया जाता है, सेंसर के पिक्सेल की असंगत प्रतिक्रिया के कारण छवि में चमक के अंतर की भरपाई की जाती है, यह सुनिश्चित करते हुए कि छवि में प्रत्येक पिक्सेल का तापमान माप सटीक और सुसंगत है। ये ऑपरेशन थर्मल इमेजिंग छवि को "सुंदर बनाने" और "कैलिब्रेट करने" जैसे हैं, जिससे छवि वस्तु के तापमान वितरण को अधिक स्पष्ट और सटीक बनाती है।

कुछ थर्मल इमेजिंग अनुप्रयोगों में, वस्तु का विशिष्ट तापमान मान प्राप्त करना आवश्यक है। प्रसंस्करण इकाई सेंसर और अंशांकन डेटा की विशेषताओं के अनुसार संसाधित सिग्नल को वास्तविक तापमान मान में परिवर्तित करेगी, और इसे छवि पर एनोटेट करेगी। इन-इन तापमान गणना मॉडल के माध्यम से, ज्ञात पर्यावरणीय मापदंडों और सेंसर की प्रतिक्रिया वक्र के साथ संयुक्त, प्रत्येक पिक्सेल बिंदु के अनुरूप तापमान की सटीक गणना की जाती है, जिससे उपयोगकर्ताओं को औद्योगिक निरीक्षण, चिकित्सा निदान और अन्य अनुप्रयोगों की सख्त तापमान माप आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए मात्रात्मक जानकारी मिलती है।