Bộ xử lý tín hiệu của camera ảnh nhiệt

Trong hệ thống hoạt động của một hình ảnh nhiệt máy ảnh, bộ xử lý tín hiệu hoạt động như bộ não, đóng vai trò trung tâm. Nó chủ yếu chịu trách nhiệm cho một loạt các quy trình phức tạp trên các tín hiệu thô nhận được từ cảm biến hồng ngoại, chuyển đổi chúng thành dữ liệu hình ảnh nhiệt phản ánh trực quan sự phân bố nhiệt độ của các vật thể. Điều này cung cấp nền tảng vững chắc cho việc hiển thị, phân tích và ứng dụng hình ảnh tiếp theo.

Sau bức xạ hồng ngoại do vật thể phát ra, cảm biến hồng ngoại tạo ra các tín hiệu điện yếu. Các tín hiệu này thường rất yếu và bị lẫn nhiều tiếng ồn, khiến chúng khó có thể được nhận diện trực tiếp. Đầu tiên, bộ xử lý tín hiệu sẽ thu thập các tín hiệu thô này và khuếch đại chúng thông qua bộ khuếch đại để đưa cường độ tín hiệu lên mức có thể xử lý được. Điều này giống như việc thêm loa vào âm thanh yếu, cho phép "người nghe" tiếp theo "nghe" nội dung tín hiệu rõ hơn.

dưới tác động của cảm biến và quá trình truyền, nhiều loại nhiễu khác nhau, chẳng hạn như nhiễu nhiệt và nhiễu nhiễu điện từ, chắc chắn sẽ trộn lẫn vào tín hiệu thô. Những nhiễu này có thể với việc giải thích chính xác tín hiệu thực và ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh nhiệt. Bộ xử lý tín hiệu sẽ sử dụng nhiều kỹ thuật lọc khác nhau, chẳng hạn như lọc thông thấp và lọc băng tần, để loại bỏ tín hiệu nhiễu và giữ lại tín hiệu thực và hiệu quả. Lọc thông thấp có thể loại bỏ nhiễu tần số cao, làm cho tín hiệu mượt mà hơn; lọc thông dải có thể sàng lọc tín hiệu trong một dải tần số cụ thể, loại trừ các nhiễu tần số khác, giống như sử dụng bộ lọc để loại bỏ tạp chất, làm cho tín hiệu tinh khiết hơn.

Sau khi khuếch đại và lọc, các tín hiệu tương tự cần được chuyển đổi thành tín hiệu số để xử lý bằng máy tính và các mạch xử lý số tiếp theo. Bộ chuyển đổi tương tự sang tín hiệu số (ADC) trong bộ xử lý tín hiệu thực hiện nhiệm vụ quan trọng này. Nó chuyển đổi tín hiệu tương tự liên tục thay đổi thành tín hiệu số rời rạc, biểu diễn cường độ tín hiệu dưới dạng mã nhị phân. Sự chuyển đổi này cho phép tín hiệu được xử lý chính xác và hiệu quả hơn trong hệ thống số, đặt nền tảng cho các thuật toán và phân tích phức tạp tiếp theo.

Để cải thiện chất lượng và độ chính xác của hình ảnh nhiệt, bộ xử lý tín hiệu sẽ thực hiện các thao tác tăng cường và hiệu chỉnh hình ảnh. Bằng cách sử dụng các thuật toán tăng cường độ tương phản, khoảng cách giữa các vùng nhiệt độ khác nhau trong hình ảnh được tăng lên, làm cho sự khác biệt về nhiệt độ trở nên rõ ràng hơn và dễ quan sát và phân tích hơn. Đồng thời, hình ảnh được hiệu chỉnh theo tính đồng nhất, bù cho sự khác biệt về độ sáng trong hình ảnh do phản ứng không nhất quán của các điểm ảnh của cảm biến, đảm bảo rằng phép đo nhiệt độ của từng điểm ảnh trong hình ảnh là chính xác và nhất quán. Các thao tác này giống như "làm đẹp" và "hiệu chỉnh" hình ảnh nhiệt, làm cho hình ảnh phân bố nhiệt độ của vật thể rõ ràng và chính xác hơn.

Trong một số ứng dụng hình ảnh nhiệt, cần phải có được giá trị nhiệt độ cụ thể của vật thể. Bộ xử lý sẽ chuyển đổi tín hiệu đã xử lý thành giá trị nhiệt độ thực tế theo đặc điểm của cảm biến và dữ liệu hiệu chuẩn, và chú thích nó trên hình ảnh. Thông qua mô hình tính toán nhiệt độ, kết hợp với các thông số môi trường đã biết và đường cong phản ứng của cảm biến, nhiệt độ tương ứng với từng điểm ảnh được tính toán chính xác, cung cấp cho người dùng thông tin định lượng để đáp ứng các yêu cầu đo nhiệt độ nghiêm ngặt của kiểm tra công nghiệp, chẩn đoán y tế và các ứng dụng khác.