열화상 카메라의 신호처리장치

열화상 시스템의 운영 시스템에서 카메라, 신호 처리 장치는 두뇌 역할을 하며 중심적인 역할을 합니다. 주로 적외선 센서에서 수신한 원시 신호에 대한 일련의 복잡한 프로세스를 담당하여 물체의 온도 분포를 직관적으로 반영하는 열 화상 데이터로 변환합니다. 이는 후속 이미지 표시, 분석 및 적용을 위한 견고한 기반을 제공합니다.

물체에서 방출된 적외선 복사 후, 적외선 센서는 약한 전기 신호를 생성합니다. 이러한 신호는 일반적으로 매우 희미하고 많은 노이즈와 섞여 있어 직접 감지하기 어렵습니다. 신호 처리 장치는 먼저 이러한 원시 신호를 수집하여 증폭기를 통해 증폭하여 신호 강도를 처리할 수 있는 수준으로 높입니다. 이는 희미한 소리에 라우드 스피커를 추가하여 후속 "청취자"가 신호 내용을 더 명확하게 "들을" 수 있도록 하는 것과 같습니다.

센서와 전송 프로세스의 영향으로 열 잡음 및 전자기 간섭 잡음과 같은 다양한 잡음이 필연적으로 원시 신호에 섞입니다. 이러한 잡음은 실제 신호를 정확하게 해석하고 열 화상의 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 신호 처리 장치는 저역 통과 필터링 및 대역 필터링과 같은 다양한 필터링 기술을 사용하여 잡음 신호를 제거하고 실제적이고 효과적인 신호를 유지합니다. 저역 통과 필터링은 고주파 잡음을 제거하여 신호를 더 부드럽게 만들 수 있습니다. 대역 통과 필터링은 특정 주파수 범위 내의 신호를 스크린하여 다른 주파수 간섭을 배제할 수 있으며, 필터를 사용하여 불순물을 제거하여 신호를 더 순수하게 만드는 것과 같습니다.

증폭 및 필터링 후 아날로그 신호는 컴퓨터 및 후속 디지털 처리 회로에서 처리할 수 있도록 디지털 신호로 변환해야 합니다. 신호 처리 장치의 아날로그-D 변환기(ADC)가 이 중요한 작업을 수행합니다. 지속적으로 변하는 아날로그 신호를 이산 디지털 신호로 변환하여 신호 강도를 이진 코드 형태로 나타냅니다. 이 변환을 통해 디지털 시스템에서 신호를 보다 정확하고 효율적으로 처리할 수 있어 후속 복잡한 알고리즘 및 분석의 기반을 마련합니다.

열 화상 이미지의 품질과 정확성을 개선하기 위해 신호 처리 장치는 이미지 향상 및 보정 작업을 수행합니다. 대비 향상 알고리즘을 사용하여 이미지의 서로 다른 온도 영역 간의 대비가 증가하여 온도 차이가 더 명확하고 관찰 및 분석하기 쉬워집니다. 동시에 이미지는 균일성을 위해 보정되어 센서 픽셀의 일관되지 않은 응답으로 인해 발생하는 이미지의 밝기 차이를 보상하여 이미지의 각 픽셀의 온도 측정이 정확하고 일관되도록 합니다. 이러한 작업은 열 화상 이미지를 "미화"하고 "보정"하는 것과 같으며 이미지를 물체의 온도 분포를 더 명확하고 정확하게 만듭니다.

일부 열 화상 응용 프로그램에서는 물체의 구체적인 온도 값을 얻어야 합니다. 처리 장치는 처리된 신호를 센서의 특성과 교정 데이터에 따라 실제 온도 값으로 변환하고 이미지에 주석을 달 것입니다. 알려진 환경 매개변수와 센서의 응답 곡선과 결합된 내부 온도 계산 모델을 통해 각 픽셀 포인트에 해당하는 온도를 정확하게 계산하여 사용자에게 산업 검사, 의료 진단 및 기타 응용 프로그램의 엄격한 온도 측정 요구 사항을 충족하는 정량적 정보를 제공합니다.