红外热像仪相关资料

视频监控相关技术

(1)CMOS图像传感器技术的成熟

监控摄像机的图像传感器正逐渐从传统的CCD向CMOS转变。这两种传感器各有长短，但一直以来，CMOS传感器的缺点渐渐减少。CMOS图像传感器低成本、高集成度为其主要特点，图像质量已不输于CCD。与基于CCD的探头相比，CMOS 探头的集成度更高，因为CMOS传感器集成了许多外围处理功能，所需器件比CCD 探头少，且CMOS探头的功耗要低得多。从整个系统来看，CMOS传感器可将成本大大降低。

(2)智能分析技术的发展

IEEE在图像的智能分析等方面有比较大的成果，比如运动检测、人脸识别、目标跟踪等。

运动检测是指在指定区域能识别图像的变化，检测运动物体的存在并避免由光线变化带来的干扰。由于背景图像的动态变化，如天气、光照、影子及混乱干扰等的影响，使得运动检测成为一项相当困难的工作。早期的运动检测是对编码后产生的I帧进行比较分析，通过视频帧的比较来检测图像变化。目前常用的方法有背景减除(Background Subtraction)、时间差分(Temporal Difference)、光流(OpticalFlow)、运动向量检测法等。

(3)芯片技术为视频监视产品提供新方案

IP摄像机通常集成了视频捕获、视频编码/处理和网络接口功能。在视频监控市场，能够支持这些功能的各种视频信号处理器芯片性能差异很大，但也是最能突显优势的产品。从功能需求最少的低端产品到高性能的采用多核数字信号处理器(DSP)芯片的高端产品，针对不同的市场，对视频信号处理器的要求差别很大。高性能的DSP芯片使视频处理器性能得到极大提升。这些DSP是催生智能摄像机的关键要素。正因为这些DSP，IP视频服务器才具备同时对多视频流进行智能管理的能力。

(4)视频压缩格式越来越先进

以前的数字视频监控的图像格式主要以MJPEG与MPEG2为主。随着图像压缩技术的提高，出现了越来越先进的视频压缩格式，如MPEG-4，H.264，国内正在大力发展具有自主产权的AVS编码格式。视频压缩技术的发展为视频监控在图像传输、录像存储等方面带来极大的好处。

小知识：

红外线摄像机夜晚为什么会夜视？

一般来说，任何动物和物体都能发出或反射红外线，这种光线我们的眼睛是感受不到的，夜晚很“黑暗”，那只是人眼能感受到的可见光很少，但是红外线并没有因此而减弱，红外线摄像机是能感觉到红外线的，它能利用物体发出的红外线成像，转变成的图像就能被我们看到了，所以它有“夜视”功能。另外，一些红外线摄像机还能发出红外光用来“照亮”被拍摄的物体。

红外线摄像机的射程有多远？

一般小于70米，小型的5--20米，如果要射比较远的距离，要加红外线探头，射的越远的，探头越多，功率越大

红外线摄像机能否分辨出物体的颜色？

色彩是不同波长的电磁波组成的，光是电磁波的一种，红色光的波长要长些，蓝色要短些，人的眼睛只能接受红绿蓝三种波长的光，这些颜色是大脑合成出来的，红外线、紫外线人眼不能看见，也就没有办法转换为对应的颜色。

人发明了红外线摄象机，但是要把红外线转成颜色可是个难办的事，其实也是有的，热成像仪就是将红外线按能量大小不同变成红、黄、蓝等颜色，红色高温、蓝色低温，按普朗克的黑体辐射原理，不同大小的能量可以分别对应不同的中心波长，按人眼识别图像颜色的原理,也可以这样和可见光颜色来对应，但是这样的图像看起来非常不真实，反不如黑白图象好辨别。黑白的红外图象，实际就是把红外线作为光源，用来看黑暗中的物体红外图象。

所以说红外线摄像机可以看到颜色，但这个颜色不是真实意义的颜色。常规商业上使用的红外线摄像机基本不会将图像按颜色转换出来，而是转为黑白图象，这样更容易分辩些。

更准确说红外线摄像机应该叫做红外线增强摄像机，由于红外线到可见光是连续谱，只要感光元件的频谱足够宽，就可以对包括红外线在内的光敏感，这样感光元件在相同可见光强下，增加了红外频段，相当于增加了感光元件的灵敏度，在弱视条件下，可以获得更为清楚的图像。不采用颜色表示的原因有2：1、由于新增的红外线谱段没有办法用人所能感知颜色表示，通过黑白图像表示反而更好。2、本来在弱光照条件下，再进行分光感应，则灵敏度要求更高，采用混合谱段按光强拍摄，变相提高了感光元件的灵敏度，则摄像机可以拍到更暗的图像。

一、概述

在电视监控系统工程中，过去很少应用红外灯，但由于现今社会犯罪比率不但增加，红外线在夜间监视所扮演的角色更加突出，不仅金库、油库、军械库、图书文献库、文物部门、监狱等重要部门采用，而且也在一般监控系统中都被采用。甚至居民小区电视监控工程也应用了红外线摄像机。这说明人们对电视监控系统工程的要求愈来愈规范、愈来愈高。对重要的场所越来越要求做到7X24小时连续监控。

实现夜视的方法，可以采用常规的可见光照明，但此法不仅不能隐蔽，反而更加暴露监控目标。隐蔽的夜视监控，目前都是采用红外摄像技术。

红外摄像技术分为被动红外摄像技术和主动红外摄像技术。被动红外摄像技术是利用任何物体在绝对零度(一273℃)以上都有红外光发射的原理。由于人的身体和发热物体发出的红外光较强，其它非发热物体发出的红光很微弱，因此，利用特殊的红外摄像机就可以实现夜间监控。被动红外摄像技术由于设备造价高，因此在夜视系统中被采用的还不是很多。主动红外摄像技术是利用特制的"红外灯"人为产生红外辐射，产生人眼看不见而普通摄像机能捕捉到的红外光，辐射"照明"景物和环境，利用普通低照度CCD黑白摄像机或使用"白天彩色夜间自动变黑白"的摄像机或"红外低照度彩色摄像机"去感受周围环境反射回来的红外光，从而实现夜视功能。

二、红外线摄像机的原理特性

光是一种电磁波，它的波长区间从几个纳米（1nm=10-9m）到1毫米（mm）左右。人眼可见的只是其中一部分，我们称其为可见光，可见光的波长范围为380nm～780nm，可见光波长由长到短可分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光，波长比紫光短的称为紫外光，波长比红外光长的称为红外光。

红外灯按其红外光辐射机理分为半导体固体发光（红外发射二级管）红外灯和热辐射红外灯两种。一般市场上主要采用红外发射二极管的红外灯，其原理及特性我们介绍如下：由红外发光二级管矩阵组成发光体。红外发射二级管由红外辐射效率高的材料（常用砷化镓GaAs）制成PN结，外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。光谱功率分布为中心波长830～950nm，半峰带宽约40nm 左右，它是窄带分布，为普通CCD黑白摄像机可感受的范围。其最大的优点是可以完全无红暴，（采用940～950nm波长红外管）或仅有微弱红暴（红暴为有可见红光）和寿命长。红外发光二极管的发射功率用辐照度μW/m2表示。一般来说，其红外辐射功率与正向工作电流成正比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而上升，使光发射功率下降。红外二极管电流过小，将影响其辐射功率的发挥，但工作电流过大将影响其寿命，甚至使红外二极管烧毁。针对这一情况， FI- 930C和FI-970C在设计时充分考虑了这个问题，采用高效率发光二极管，在摄像机里面内置散热系统，使摄像机稳定工作时间达到25000小时！

三、红外线摄像机的选择和使用

红外灯的选择最重要的问题是红外灯与摄像机、镜头、防护罩、供电电源等成套性。目前市场上大多是摄像机和红外线投射器分开的，这样我们在设计