紅外熱成像技術 特殊環境下監控能手
閱讀：1048發布時間：2014-6-13
“行走在一片漆黑的夜里，安全受到威脅，白天監控設備如何在晚上起作用”
“下雨天，多霧天，在光線受到影響的情況下，視頻監控系統正常運作無法進行，怎么辦?”
“如何偵查隱蔽在草叢及樹林中的目標?如何防范火災的發生，讓火災消滅在萌芽中。”
遇到上述問題，我們很自然地會想起視頻監控系統中除圖像傳感器技術、流媒體技術外的紅外熱成像技術。
紅外熱成像運用光電技術檢測物體熱輻射的紅外線特定波段信號，將該信號轉換成可供人類視覺分辨的圖像和圖形，還可以進一步計算出溫度值。紅外熱成像技術讓人們超越了視覺障礙，發現目標。紅外熱成像技術簡單點是指依據背景或目標各部分之間的溫差或熱輻射差發現目標，其是一種被動紅外夜視技術，是利用自然界物體不同部位紅外熱輻射強度的不同來形成圖像。
紅外熱成像可實現夜間及特殊條件下監控
安防監控系統應用中，到了晚上，一般可見光的監視設備就無法正常工作，采用人工照明就比較容易暴露目標。若采用微光夜視設備，它同樣也工作在可見光波段，依然需要外界光照明。而紅外熱成像儀是被動接受目標自身的紅外熱輻射，無論白天黑夜均可以正常工作，并且也不會暴露自己。
同樣在雨、霧等惡劣的氣候條件下，由于可見光的波長短，克服障礙的能力差，因而觀測效果差，但紅外線的波長較長，特別是工作在8～14um的熱成像儀，穿透雨、霧的能力較強，因此在夜間以及惡劣氣候條件，采用紅外熱成像監控設備仍可以正常地對各種目標進行監控。
紅外熱成像技術能夠識別溫差，因此，可以應用在森林防火監控方面。當前很多森林火災都是不明顯的隱火引起的，很難發現這些火災隱患。然而，運用紅外熱成像儀能夠很快地發現這些隱患，并判定火災的地點和范圍，從而實現森林防火。
另外在戰爭場合下，利用紅外熱成像技術，發現隱蔽在灌木、森林等環境下的目標，從而實施攻擊。或*在抓捕逃犯時，運用紅外熱成像技術發現目標。紅外熱成像技術能夠有效地實現特殊條件下的監視監控作用，這在整個視頻監控系統中具有重要的作用。
捋一捋紅外熱成像技術優缺點
雖然紅外熱成像技術具有如此神奇的功能，但是也存在著不足。接下來筆者整理一些材料，羅列出紅外熱成像技術的優缺點。
紅外熱成像技術的優點比較明顯。*、紅外熱成像技術是一種被動式的非接觸的檢測與識別，隱蔽性好，使用熱成像儀隱蔽性好，不易被發現。第二、紅外熱成像技術不受電磁干擾，能夠遠距離跟蹤熱目標，還可以制導。第三、紅外熱成像技術能真正做到24h全天候監控。第四、紅外熱成像技術的探測能力強，作用距離遠，目前手持式及裝于輕武器上的熱成像儀可讓使用者看清800m以上的人體;且瞄準射擊的作用距離為2～3km;在艦艇上觀察水面可達10km;在1.5km高的直升機上可發現地面單兵的活動;在20km高的偵察機上可發現地面的人群和行駛的車輛，并可分析海水溫度的變化而探測到水下潛艇等。第五、紅外熱成像技術可采用多種顯示方式，把人類的感官由五種增加到六種。第六、紅外熱成像技術能直觀地顯示物體表面的溫度場，不受強光影響，應用廣泛。由于紅外熱成像儀是探測目標物體的紅外熱輻射能量的大小，從而不像微光像增強儀那樣處于強光環境中時會出現光暈或關閉，因此不受強光影響。
紅外熱成像技術除主要應用軍事方面外，還可廣泛應用于工業、農業、醫療、消防、考古、交通、地質、*偵察等民用領域。并且，還可將這種技術大量地應用到安防監控領域中，以方便實現智能安防監控。
上面介紹了紅外熱成像技術的優點，下面我講解下其缺點：
?、賵D像對比度低，分辨細節能力較差。由于紅外熱成像儀靠溫差成像，而一般目標溫差都不大，因此紅外熱圖像對比度低，使分辨細節能力變差。
?、诓荒芡高^透明的障礙物看清目標，如窗戶玻璃。由于紅外熱成像儀靠溫差成像，而像窗戶玻璃這種透明的障礙物，使紅外熱成像儀探測不到其后物體的溫差，因而不能透過透明的障礙物看清目標。
?、鄢杀靖?、價格貴。目前紅外熱成像儀的成本仍是限制它廣泛使用的zui大因素，但肖特基勢壘非致冷紅外焦平面陣列的出現，提供了一種以低成本獲得高分辨力、高可靠性器件的有效手段。隨著科技的發展，關鍵技術的突破，并提高加工效率，今后的成本會大為降低的。
?、軣o法實現較遠距離的監控，且監控畫面只能判別是否有可疑人員進入，而無法看清楚人臉及外貌特征。
紅外熱成像技術在視頻監控領域應用
隨著光電信息、微電子、網絡通信、數字視頻、多媒體技術及傳感技術的發展，安防監控技術已由傳統的模擬走向高度集成的數字化、智能化、網絡化。隨著市場的需求的增加，現代*幾乎在安防監控系統中都有應用或即將應用?，F代傳感技術中發展迅速的紅外熱成像技術在安全防范系統中也開始得到了應用。
紅外熱成像攝像機是紅外熱成像監控系統的核心設備，目前主要應用于一些重要區域的設備及周界的監控，比如重要的倉庫、樓宇，以及關鍵性建筑、港口、邊境等場合。還可以應用在森林防火，以及電力(比如變壓器和線路)、油田(特別是輸入管道)、礦場的關鍵點和設備監控。因為紅外有0Lux情況下可監控的*優勢，在沒有任何光線的環境、大霧的惡劣天氣下都能有效發現目標。特別是紅外還有測溫的能力，對于電力設備如變壓器工作異常，或森林火災預防等重點安防項目都能發揮重要作用。
我們人眼能夠感受到的可見光波長為：0.38—0.78微米。通常我們將比0.78微米長的電磁波，稱為紅外線。自然界中，一切物體都會輻射紅外線，因此利用探測器測定目標本身和背景之間的紅外線差，可以得到不同的紅外圖像，稱為熱圖像。同一目標的熱圖像和可見光圖像是不同，它不是人眼所能看到的可見光圖像，而是目標表面溫度分布圖像，或者說，紅外熱圖像是人眼不能直接看到目標的表面溫度分布，變成人眼可以看到的代表目標表面溫度分布的熱圖像。
熱成像網絡監控成趨勢
相較于傳統熱成像儀，現在的熱成像網絡攝像機能解決以前熱成像儀單一工作、安裝使用不便、需要大量的人力配備、數據不能及時有效的歸總、不能在線實時監控等一系列問題，能做到將熱成像監控信息納入整個網絡監控平臺中，實現無的真正的全天候大范圍的監控。通過網絡，可以將熱成像圖像實時傳回監控中心進行分析，作為可見光攝像機的有效補充，能對于監控對象、監控范圍進行覆蓋，及時、準確地進行處理，大大提升監控系統的實時性、有效性。
因此，紅外熱成像監控不僅彌補了傳統視頻監控系統的不足，而且提升了安防系統的自動識別、自動報警等相關自動化程度，具有非常重要的作用，具有廣闊的市場，尤其是熱成像網絡監控系統，代表了紅外熱成像監控的發展趨勢。
結語：視頻監控系統在運用中會遇到不同的環境，如何在特殊環境下進行監控?紅外熱成像技術很好地解決了在夜間以及惡劣氣候條件下的監視監控功能。促使視頻監控系統更加地實現監控。當前，熱成像網絡監控成為一種主流趨勢，很好地彌補了傳統視頻監控系統的不足。
紅外熱成像原理
熱成像系統就是通過能夠透過紅外輻射的紅外光學系統將景物的紅外輻射聚焦到能夠將紅外輻射能轉換為便于測量的物理量的器件—紅外探測器上，紅外探測器再將強弱不等的輻射信號轉換成相應的電信號，然后經過放大和視頻處理，形成可供人眼觀察的視頻圖像。紅外熱成像系統將物體發射的紅外輻射轉變為人眼可見的熱圖像，從而使人眼的視覺范圍擴展到不可見的紅外區。
紅外探測器輸出的圖像通常稱為“熱圖像”，由于不同物體甚至同一物體不同部位輻射能力和它們對紅外線的反射強弱不同。利用物體與背景環境的輻射差異以及景物本身各部分輻射的差異，熱圖像能夠呈現景物各部分的輻射起伏，從而能顯示出景物的特征。同一目標的熱圖像和可見光圖像是不同，它不是人眼所能看到的可見光圖像，而是目標表面溫度分布圖像，或者說，紅外熱圖像是人眼不能直接看到目標的表面溫度分布，變成人眼可以看到的代表目標表面溫度分布的熱圖像。
