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　　在自然界中，紅外熱成像凡是溫度高于對溫度零度的物體均向外輻射紅外能量，溫度越高，紅外輻射越強。通過非接觸探測，測定目標本身和背景之間的紅外能量差，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過處理即可形成熱輻射圖象。同一目標的熱輻射圖象和可見光圖像不同，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的圖像。采用這一技術(shù)手段，便能實現(xiàn)對目標進行遠距離熱狀態(tài)圖像成像和測溫，并可進行圖像識別、行為分析等智能應(yīng)用。本文簡要談一下紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展、優(yōu)缺點和產(chǎn)品在智能視頻監(jiān)控中的應(yīng)用等。
一、市場需求背景　　傳統(tǒng)安防監(jiān)控主要采用可見光監(jiān)控和紅外補光監(jiān)控，采用人工監(jiān)控與錄像回放查看方式實現(xiàn)日常監(jiān)控和安防維護，同時紅外補光、激光補光，特別是超低照度sensor的出現(xiàn)，在一定程度上使得安防前端產(chǎn)品線變得非常豐富，極大的滿足了不同客戶群體的需求，可以說已經(jīng)基本具備全天候、全方位安防的監(jiān)控特征。　　但是在實際應(yīng)用中，某些特殊場景，比如在大風、大霧等惡劣天氣條件、漆黑的夜晚監(jiān)控較大場景（紅外補光一般覆蓋范圍在150米以內(nèi)，激光補光比較遠也僅在250米左右，而且在鏡頭推遠后才可達到同步補光效果）、遠距離火災(zāi)隱患的自動識別、邊防與周界入侵自動報警、電力等重點行業(yè)設(shè)備的看護等場合，傳統(tǒng)安防監(jiān)控方式就有點力不所及了。而紅外熱成像監(jiān)控系統(tǒng)，是基于非制冷紅外熱像攝像機為主要硬件系統(tǒng)，可采用紅外/可見光復合成像、視頻圖像處理及自動識別行為分析報警等相關(guān)軟件與之結(jié)合的監(jiān)控方式，可在漆黑夜間或者惡劣天氣條件下完全勝任。因此，在這些特殊場景下就產(chǎn)生了對熱成像產(chǎn)品的需求。據(jù)不完全統(tǒng)計，2010年以來，需求量每年都在20%左右的增長速度遞增。可以說市場需求持續(xù)旺盛。
二、技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展
　二次大戰(zhàn)中后期，紅外熱成像技術(shù)首先有德國人研制出，并推出主動紅外夜視儀，為紅外技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。二次大戰(zhàn)后，技術(shù)不斷進步，美國、瑞典、法國等國家不斷推出溫度測試、屏幕顯示等功能的紅外熱成像產(chǎn)品。直至1978年，非制冷式熱成像技術(shù)首次研究成功，并首先軍用化，各國逐漸競相開展了非致冷焦平面技術(shù)的研究。　　非致冷焦平面紅外熱成像系統(tǒng)由光學系統(tǒng)、光譜濾波、紅外探測器陣列、輸入電路、讀出電路、視頻圖像處理、視頻信號形成、時序脈沖同步控制電路、監(jiān)視器等組成。　　系統(tǒng)的簡要工作原理是，由光敏元探測圖像間的紅外輻射能量，并轉(zhuǎn)化為電信號，信號經(jīng)放大并注入到讀出電路，以便進行多路傳輸。經(jīng)一系列信號積分、傳輸、處理和掃描輸出，并進行A/D轉(zhuǎn)換，以送入后端作視頻圖像處理。由于被測目標物體各部分的紅外輻射的熱像分布信號非常弱，缺少可見光圖像那種層次和立體感，因而需進行一些圖像亮度與對比度的控制、實際校正與偽彩色描繪等處理。　　技術(shù)不斷發(fā)展的同時，產(chǎn)品形態(tài)也隨著整體解決方案的不斷更新更變化。相比于傳統(tǒng)的紅外熱像儀，目前安防監(jiān)控優(yōu)先域較多采用的為紅外熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機配置簡單，安裝方便，簡化了大量人工維護并可將監(jiān)控信息納入整個網(wǎng)絡(luò)平臺中，通過網(wǎng)絡(luò)，前端成像視頻可實時傳輸?shù)胶蠖酥行倪M行分析，能對監(jiān)控對象、范圍進行覆蓋，準確、及時、有效的處理，同時實現(xiàn)并可擴展系統(tǒng)級的應(yīng)用。
三、技術(shù)優(yōu)缺點　　1.紅外熱成像技術(shù)的優(yōu)點　　首先：紅外熱成像技術(shù)是一種被動式的非接觸的檢測識別技術(shù)，隱蔽性好，不容易被發(fā)現(xiàn)，相比紅外補光產(chǎn)品，可避免紅曝等現(xiàn)象發(fā)生，可輕松實現(xiàn)隱蔽監(jiān)控。第二：紅外輻射是自然界中存在比較為廣泛的輻射，而大氣、煙云等可吸收可見光和近紅外線，但是對3～5μm和8～14μm的紅外線卻是透明的，因此，利用這兩個波長窗口，可以在完全無光的夜晚，或是在雨、雪等煙云密布的惡劣環(huán)境，能夠清晰地觀察到所需監(jiān)控的目標。正是由于這個特點，紅外熱成像技術(shù)能真正做到24h全天候監(jiān)控。第三：能對偽裝及隱蔽的目標進行智能視頻監(jiān)控與識別。一般，偽裝主要是防可見光觀測。例如犯罪分子作案通常隱蔽在草叢及樹林中，因為野外環(huán)境的惡劣及人的視覺錯覺，容易產(chǎn)生錯誤判斷而識別不出來。而紅外熱成像攝像機是被動接受目標自身的熱輻射，當人體和車輛隱蔽在草叢及樹林中時，它的溫度及紅外輻射一般都遠大于草木的溫度及紅外輻射，因此很容易被自動識別出來。此外，普通監(jiān)視攝像頭是無法看到發(fā)光物體表面掩蓋下所隱藏的物體的，如對被埋藏的盜竊物品等就不能有效地檢測識別出來。而利用紅外熱成像技術(shù)所研制的紅外熱成像攝像機則可以檢測識別出來，因為當某處的表面被弄亂時，該表面的熱輪廓也會被破壞，如翻過的土壤熱輻射和壓實的土壤熱輻射是不同的。因此，通過紅外熱成像攝像機的這種功能可以找到被埋藏的贓款贓物等。第四：紅外熱成像技術(shù)能直觀地顯示物體表面的溫度場，不受強光影響，應(yīng)用廣泛紅外測溫儀只能顯示物體表面某一小區(qū)域或某一點的溫度值，而紅外熱成像設(shè)備則可以同時測量物體表面各點溫度的高低，直觀地顯示物體表面的溫度場，并以圖像形式顯示出來。　　2.紅外熱成像技術(shù)的缺點　　：圖像對比度低，分辨細節(jié)能力較差。由于紅外熱成像攝像機靠溫差成像，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(jié)能力變差。所以我們可以看到熱成像的輸出畫面呈現(xiàn)出的景物邊緣比較模糊，細節(jié)辨識度差。適用于輔助視頻監(jiān)控尚可，做為主要監(jiān)控設(shè)備就勉為其難了。第二：不能透過透明的障礙物看清目標，如窗戶玻璃。由于紅外熱成像攝像機靠溫差成像，而像窗戶玻璃這種透明的障礙物，使紅外熱成像攝像機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。第三：成本高、價格貴仍然是限制熱成像攝像機產(chǎn)品廣泛使用的因素。相信隨著科技的發(fā)展，關(guān)鍵技術(shù)的突破，并提高加工效率，今后的成本會逐步降低。
　3.行業(yè)發(fā)展前景和產(chǎn)品在智能視頻監(jiān)控優(yōu)先域的應(yīng)用　　紅外熱像儀具有很高的軍事應(yīng)用價值和民用價值。近幾年來，國際紅外熱像儀行業(yè)正迎來一個快速發(fā)展期，而且從長期來看，民用監(jiān)控優(yōu)先域的潛在市場需求很大。紅外熱像儀廣泛應(yīng)用于消防、電力、建筑、安防等民用優(yōu)先域，我國紅外熱像儀在這些行業(yè)的應(yīng)用還處于起步階段，發(fā)展空間還是比較大的。　　例如：在森林防火行業(yè)應(yīng)用中，結(jié)合前端的熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機平臺端的自動識別算法可實現(xiàn)火情的智能視頻監(jiān)控、自動識別和報警聯(lián)動，由于紅外熱成像攝像機是反映物體表面溫度而成像的設(shè)備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場監(jiān)控使用外，還可以作為有效的防火報警設(shè)備。如在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的，這是毀滅性火災(zāi)的根源。用現(xiàn)有的普通監(jiān)視系統(tǒng)，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。利用飛機巡邏或遠距離熱成像云臺攝像機，則可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準確判定火災(zāi)的地點和范圍，即可透過煙霧發(fā)現(xiàn)著火點，把火災(zāi)消滅在萌芽階段，在發(fā)出警報，使得消防工作及時開展，較大限度的必須和人民的財產(chǎn)損失。在電力等行業(yè)的工業(yè)設(shè)備運行監(jiān)控中，熱成像攝像機可充分體現(xiàn)其紅外測溫的能力，能感知到電力設(shè)備例如變壓器的溫度變化，結(jié)合分析軟件可實現(xiàn)異常溫度變化的判別和報警聯(lián)動，可實現(xiàn)系統(tǒng)自我保護或主動警報輸出，及時挽救損失，避免造成較大的工業(yè)級事故。