非制冷紅外成像系統(tǒng)主要由光學鏡頭、非制冷紅外焦平面陣列、控制電路、圖像處理和輸出電路組成，系統(tǒng)構成框圖如圖1所示。紅外目標光線經(jīng)過紅外光學鏡頭聚焦在CCD探測器上，模擬電路部分提供CCD工作的基準電壓，CCD探測器在數(shù)字電路部分提供的掃描時序驅動下以模擬電壓的方式逐行輸出每一像素點的灰度值。該模擬電壓信號經(jīng)過高精度A/D采樣后生成數(shù)字圖像信號送入數(shù)字電路部分。數(shù)字電路部分實時完成各種圖像處理任務，并輸出處理后的圖像數(shù)據(jù)供PC機作后續(xù)處理或在電視機屏幕上顯示。
考慮到電路噪聲對紅外圖像信號的影響，本系統(tǒng)采用了數(shù)字電路和模擬電路分離設計思想，將數(shù)字電路和模擬電路設計在不同的電路板上，通過排針直接相連。它們之間只有數(shù)字信號的交互，這樣既可以減小數(shù)模混合電路的相互干擾性，也可以降低信號在傳輸線上的噪聲影響。模擬電路部分主要采用各類電壓轉換芯片實現(xiàn)對CCD探測器基準電壓的設置。模數(shù)轉換芯片實現(xiàn)對探測器輸出模擬圖像信號的轉換以及處理后模擬圖像信號的輸出。數(shù)字電路部分以內(nèi)嵌MicroBlaze 32位微處理器軟核的FPGA為主處理器，實現(xiàn)的功能主要包括CCD探測器時序生成、圖像處理算法、處理后的數(shù)字圖像信號輸出以及整個系統(tǒng)的綜合管理等。
紅外成像系統(tǒng)的主要應用領域
紅外成像系統(tǒng)早期只局限于領域的應用，伴隨著冷戰(zhàn)的結束，紅外技術開始大規(guī)模地走入民用領域。
隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展、紅外成像系統(tǒng)的快速進步和產(chǎn)品成本的不斷下降，民用領域應用將具有更為廣闊的發(fā)展空間。
領域
紅外成像系統(tǒng)可用于對遠、中、近程目標的監(jiān)視、告警、預警與跟蹤；紅外成像的；平臺的駕駛、；探測隱身系統(tǒng)；光電對抗等。
在美、英、法、德、日、以色列等發(fā)達國家的*中，紅外熱像儀已配置在陸、空、*等各個軍種中，例如海灣戰(zhàn)爭中平均每個美國士兵配備1.7具紅外熱像儀。
與發(fā)達國家相比，目前我國*熱像儀的應用相對較少，其市場需求量相當巨大。
民用領域
紅外測溫、紅外成像系統(tǒng)已在工業(yè)、交通、電力、石化、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、遙感、安全監(jiān)控與防范和科學研究等民用領域廣泛應用，成為自動控制、在線監(jiān)測、非接觸測量、設備故障診斷、資源勘查、遙感測量、環(huán)境污染監(jiān)測分析、人體醫(yī)學影像檢查等重要方法。
系統(tǒng)級產(chǎn)品種類和量產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大導致了紅外器件成本的降低，這個發(fā)展趨勢不但促進了紅外成像系統(tǒng)在民用領域能夠不斷地探尋更多的應用用途，同時又拉動了這項技術本身所牽引的基礎行業(yè)的發(fā)展。
紅外成像系統(tǒng)民用領域的紅外熱像儀市場極有可能呈現(xiàn)出爆發(fā)性增長，未來民用潛在需求市場高達上千億美元。
