[發(fā)明專利]線列型紅外焦平面的讀出方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310363068.1
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103439004B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹士暢;喻松林;于艷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第十一研究所
• 主分類號: G01J5/02
• 分類號: G01J5/02
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 田衛(wèi)平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紅外焦平面技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種線列型紅外焦平面的讀出方法。

背景技術(shù)

紅外焦平面探測技術(shù)具有光譜響應(yīng)波段寬、可獲得更多地面目標(biāo)信息、能晝夜工作等顯著優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于預(yù)警探測、情報偵察、毀傷效果評估以及農(nóng)牧業(yè)、森林資源的調(diào)查、氣象預(yù)報，地?zé)岱植肌⒌卣稹⒒鹕交顒樱仗煳奶綔y等領(lǐng)域。跨入21世紀(jì)以來，紅外焦平面陣列技術(shù)飛速發(fā)展。

目前紅外焦平面正向超高密度集成、高性能、小型化以及智能化等方向發(fā)展，而傳統(tǒng)的處理方式是通過固定的讀出頻率將像元的模擬信號讀出，同時，按照同樣的讀出頻率用一個片外的單片ADC對讀出來的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)像元信息的數(shù)字化，以方便接下來的算法處理等。但是該種方式隨著紅外焦平面規(guī)模的不斷增大，會對ADC的轉(zhuǎn)換速率提出非常高的要求，同時在電路板級傳輸過程中，也會對模擬信號帶來一定的干擾，從而降低信號的信噪比。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種線列型紅外焦平面的讀出方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中紅外焦平面規(guī)模增大會對ADC的轉(zhuǎn)換速率提出非常高的要求，實現(xiàn)紅外焦平面器件的數(shù)字化輸出。

本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種線列型紅外焦平面的數(shù)字化讀出方法，該方法包括：

步驟A：在像元級完成像元信號的數(shù)字化；

步驟B：數(shù)字化的數(shù)據(jù)構(gòu)成延遲存儲結(jié)構(gòu)；

步驟C：將相鄰兩個像元間的數(shù)字信號進(jìn)行累加后輸出給下一個像元；

步驟D：將步驟C中的連續(xù)的多個兩兩累加結(jié)構(gòu)級聯(lián)起來，并通過像元內(nèi)多級時間延遲積分像元構(gòu)成時間延遲積分結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，步驟A是基于電荷包計數(shù)的小面積像元級的中速模數(shù)變換器。

優(yōu)選地，步驟C具體包括：每一個像元累加上一個像元的數(shù)據(jù)，并將累加后的值輸出給下一個像元進(jìn)一步累加。

優(yōu)選地，步驟D是在數(shù)字信號上進(jìn)行時間延遲積分的計算。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明提供的一種線列型紅外焦平面的讀出方法，利用中速模數(shù)變換器（ADC，Analog?Digital?Converter）技術(shù)和時間延遲積分（TDI，time?delays?integral）技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了線列型紅外焦平面的片上數(shù)字化，同時大幅提高紅外焦平面器件的性能。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的線列型紅外焦平面的讀出方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明的數(shù)字化輸出的線列型紅外焦平面讀出電路的整體結(jié)構(gòu)；

圖3為本發(fā)明的單個像元完成數(shù)字化以及延遲存儲的結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中，附圖構(gòu)成本申請一部分，并與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。為了清楚和簡化目的，當(dāng)其可能使本發(fā)明的主題模糊不清時，將省略本文所描述的器件中已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)具體說明。

本發(fā)明提供了一種線列型紅外焦平面的讀出方法，參見圖1，將中速模數(shù)變換器（ADC，anolog?digital?convertor）技術(shù)和時間延遲積分（TDI，time?delays?integral）技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了線列型紅外焦平面的片上數(shù)字化，同時大幅提高紅外焦平面器件的性能。

該方法包括：

步驟A：在像元級完成像元信號的數(shù)字化；

其中，該步驟是基于電荷包計數(shù)的小面積像元級的ADC。

步驟B：數(shù)字化的數(shù)據(jù)構(gòu)成延遲存儲結(jié)構(gòu)；

步驟C：將相鄰兩個像元間的數(shù)字信號進(jìn)行累加后輸出給下一個像元；如圖3中所示，積分信號統(tǒng)一控制三個延遲存儲單元的數(shù)據(jù)推移和ADC的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。當(dāng)積分信號有效時，ADC開始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，當(dāng)積分信號失效時，ADC轉(zhuǎn)換完成，數(shù)據(jù)疊加在累加輸入數(shù)據(jù)上加載到第一級延遲存儲單元。第二級延遲存儲單元加載第一級延遲存儲單元的數(shù)據(jù)，如此繼續(xù)，第三級延遲存儲單元的數(shù)據(jù)加載到下一個像元的累加輸入端。

該步驟具體包括：每一個像元累加上一個像元的數(shù)據(jù)，并將累加后的值輸出給下一個像元進(jìn)一步累加。

本發(fā)明實施例通過將相鄰像元間的數(shù)字信號進(jìn)行兩兩累加后輸出，從而構(gòu)成TDI的流水線結(jié)構(gòu)，所有像元的數(shù)據(jù)按照TDI算法要求全部累加在一起，同時不占用大量的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。