红外热成像技术在安防监控领域中的应用....doc

红外热成像技术在安防监控领域中的应用
前言
随着光电信息、微电子、网络通信、数字视频、多媒体技术及传感技术的发展，安防监控技术已由传统的模拟走向高度集成的数字化、智能化、网络化。由于数字信号具有抗干扰能力强、失真小、传输不受距离限制、存储查询便捷等优点。因此，各种数字视频技术得到了迅速的发展，传统的安全防范系统已逐步向以图像处理为核心的融合了网络、传感、通信技术的数字视频监控系统过渡。
图像的数字化首先是将系统中所有信息流（包括视频、音频、探测器、控制等）由模拟信号转化为数字信号，数字化从根本上解决了数据压缩的问题，从而使安全防范设备能够与网络结合起来，可以利用各种网络来传输信息，打破了传统的模拟监控受区域和距离的限制。数字视频监控系统通过开放的协议，可以将视频监控系统与安防系统中其它各子系统实现无缝连接，并在统一的操作管理平台上集中监视、存储、控制和管理，实现信息资源和软硬件资源的共享。随着现代高新技术在安防行业的不断应用，数字视频技术的日趋成熟，互联网宽带技术的发展，视频监控系统将朝着前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化、传感设备智能化等方向发展。
当前，现代高新技术几乎在安防监控系统中都有应用或即将应用。
下面简要地介绍一下现代传感技术中发展迅速的红外热成像技术、数字化与网络化录像及远程监控技术在安全防范系统中的应用。
红外热成像技术
红外热成像
我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。
同一目标的热图像和可见光图像是不同的，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

右小图为可见光图象
大图为热图象
树林中人的热图像

红外热成像的特点
自然界所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都会不发出红外线，红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3～5微米和8～14微米的红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。我们利用这两个窗口，可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点，红外热成像技术可用在安全防范的夜间监视和森林防火监控系统中。
红外热成像仪
采用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热成像仪。红外热成像仪可分为致冷型和非致冷型两大类。致冷型的热灵敏度高，结构复杂，一般用于军事用途，而非致冷型灵敏度虽低于致冷型，但其性能已可以满足多数军事用途和几乎所有的民用领域。由于不需要配备制冷装置，因此非制冷红外热成像仪可靠性及性价比较致冷型的高。
红外热成像仪在安防的作用
夜间及恶劣气候条件下目标的监控
夜晚，由于众所周知的原因，可见光器材已经不能正常工作，如果采用人工照明的手段，则容易暴露目标。若采用微光夜视设备，它同样也工作在可见光波段，依然需要外界光照明。而红外热成像仪是被动接受目标自身的红外热辐射，无论白天黑夜均可以正常工作，并且也不会暴露自己。同样在雨、雾等恶劣的气候条件下，由于可见光的波长短，克服障碍的能力差，因而观测效果差，但红外线的波长较长，特别是工作在8～14um的热成像仪，穿透雨、雾的能力较高，因此仍可以正常观测目标。
因此在夜间以及恶劣气候条件，采用红外热成像监控设备可以对各种目标，如人员、车辆等进行监控。
2、防火监控
由于红外热成像仪是反映物体表面温度而成像的设备，因此除了夜间可以作为现场监控使用外，还可以作为有效防火报警设备，在大面积的森林中，火灾往往是由不明显的隐火引发的。这是毁灭性火灾的根源，用现有的普通方法，很难发现这种隐性火灾苗头。而应用红外热成像仪可以快速有效地发现这些隐火，并且可以准确判定火灾的地点和范围，透过烟雾发现着火点，做到早知道早预防，早扑灭。
3、伪装及隐蔽目标的识别
普通的伪装是以防可见光观测为主。一般犯罪分子作案通常隐蔽在草丛及树林中，由于野外环境的恶劣及人的视觉错觉，容易产生错误判断。红外热成像装置是被动接受目标自身的热辐射，人体和车辆的温度及红外辐射一般都远大于草木的温度及红外辐射，因此不易伪装，也不容易产生错误判断。
数字化与网络化录像及远程监控技术
模拟视频设备发展至今，已无法满足人们的更高要求，数字化是必由之路。数字信号是进行压缩处理和其它图像处理的前提。数字视频监控系统采用数字处理、编解码和网络技术，能较好地克服模拟系统的局