熱成像攝像機(jī)是利用目標(biāo)與周圍環(huán)境之間溫度的差異所產(chǎn)生的熱對比度進(jìn)行成像。因其特有的功能，正廣泛應(yīng)用到安防領(lǐng)域，成為安全監(jiān)控系統(tǒng)中的新星。

   第六感官：紅外熱成像技術(shù)

   一位美國紅外學(xué)者認(rèn)為：“人類的發(fā)展可分為三個(gè)階段。第一個(gè)階段是人類通過制造工具，擴(kuò)展體力活動的能力，第二階段通過提高判斷能力，尋求更清晰和更廣泛的理解與判斷事物的標(biāo)準(zhǔn)，而人類近年來致力的增強(qiáng)獲得輸入信息的能力，擴(kuò)大感覺范圍或增添新的感官，使我們的大腦能接受更多的信息，正是人類發(fā)展的第三階段。在這個(gè)階段中，紅外技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)把人類的感官由五種增加到六種?！?
   光是一種電磁波，人眼見到的只是其中一部分，也就是可見光?？梢姽獾牟ㄩL為：0.38～0.78微米。比0.38微米短的電磁波和比0.78微米長的電磁波，人眼都無法感受。比0.38微米短的電磁波位于可見光光譜紫色以外，稱為紫外線；比0.78微米長的電磁波位于可見光光譜紅色以外，稱為紅外線。其中波長為0.78～2.0微米的部分稱為近紅外，波長為 2.0～1000微米的部分稱為熱紅外線。
   人眼要能看見東西必須有可見光。而物體只有溫度達(dá)到1000℃以上才能發(fā)出可見光。但所有溫度在絕對零度（-273℃）以上的物體，都會不停地發(fā)出熱紅外線。任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運(yùn)動，并不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的運(yùn)動愈劇烈，輻射的能量愈大，反之則愈小。由于目標(biāo)各部分與環(huán)境之間熱對比度不同，而把紅外輻射能量密度分布圖顯示出來，就能成為熱像。
   雖然1800年就由英國物理學(xué)家F·W·赫胥黎發(fā)現(xiàn)了紅外線，但直到二戰(zhàn)中，德國人研制出了主動式夜視儀和紅外通信設(shè)備，才真正開始了紅外技術(shù)的發(fā)展。
   1964年，美國德克薩斯儀器公司首次研制成功第一代熱紅外成像裝置，它通過對目標(biāo)的熱輻射進(jìn)行圖像分解掃描，然后應(yīng)用光電探測器進(jìn)行光——電轉(zhuǎn)換，一一對應(yīng)地模擬掃描物體表面溫度的空間分布，從而形成視頻圖像信號，得到與物體表面熱分布相應(yīng)的熱像圖，并在熒屏上顯示。這種攝像機(jī)生成的圖像類似于印象派的畫，暖色調(diào)的人體在大量的黑色、紅色和藍(lán)色塊中移動。
   二十世紀(jì)六十年代，出現(xiàn)了具有溫度測量功能的熱紅外成像裝置，通常稱為熱像儀。 九十年代致冷型和非致冷型的焦平面紅外熱成像產(chǎn)品的出現(xiàn)，把紅外熱成像的應(yīng)用提高到一個(gè)新的階段。
   由于熱像儀的性能現(xiàn)已達(dá)到等效噪聲溫差為0.1K，空間分辨率0.1～0.4毫弧度。熱成像攝像機(jī)一般可在1公里以內(nèi)識別人，2公里以內(nèi)識別車輛，15～20公里以內(nèi)跟蹤飛機(jī)。還能發(fā)現(xiàn)和識別經(jīng)過一般偽裝的目標(biāo)，隱蔽地實(shí)施晝夜觀察，具有較高的抗干擾能力。在軍事上，紅外熱成像技術(shù)的戰(zhàn)略應(yīng)用包括對洲際彈道導(dǎo)彈的探測、識別、跟蹤；定向能攔截武器的瞄準(zhǔn)，導(dǎo)彈的制導(dǎo)，空對地遙感、監(jiān)視，大氣層內(nèi)外核爆炸的探測等。

   走向安防領(lǐng)域的熱成像攝像機(jī)

   據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上47%的暴力犯罪案件發(fā)生在晚6點(diǎn)到早6點(diǎn)之間。原因很簡單，在夜幕的籠罩下,犯罪分子容易隱蔽,犯罪場面也不容易被看見——黑暗掩蓋了犯罪行為。即使安裝了一般的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，也有可能讓犯罪分子逃之夭夭。而如果有了夜視裝置,執(zhí)法人員可以很容易地發(fā)現(xiàn)并懲治企圖犯罪的人。不管是可見光，不可見光，還是無線電波，基本上都是同一個(gè)事物：電磁波輻射。每種電磁波都有一個(gè)唯一的頻率，而且都在安防視頻圖像生成中發(fā)揮著重要的作用。根據(jù)不同的電磁波波長，目前在安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域有四種攝像機(jī)：
   日/夜轉(zhuǎn)換攝像機(jī)。這種攝像機(jī)在光線好的情況下提供彩色圖像，而在惡劣的光照條件下則自動轉(zhuǎn)成黑白圖像。
   微光增強(qiáng)型攝像機(jī)。在幾乎沒光線的條件下，通過激發(fā)電子運(yùn)動和/或增強(qiáng)像素生成清晰的圖像。
   紅外攝像機(jī)（IR）。這種攝像機(jī)通常應(yīng)用位于可見光和微波之間的在不可見光的區(qū)域。
   無線電波攝像機(jī)。這種攝像機(jī)在安防領(lǐng)域相當(dāng)少見。在簡單的、沒有技術(shù)要求的領(lǐng)域，這種無線電波可以穿透堿質(zhì)物體（如人體）好幾英寸的。即使人們把武器或爆炸物藏在衣服下面，這種電波也能探測并辨認(rèn)出。
   但是，這些類型的攝像機(jī)都需要一定的光或電磁輻射，來投射或反射形成圖像。如果在完全沒有光的地方，這些攝像機(jī)就成瞎子了。

   熱成像攝像機(jī)是安防領(lǐng)域唯一不需要反射光、紅外線或無線電波的攝像機(jī)。它們不需要遵循輻射能量的規(guī)律。那就是說，所有物體都產(chǎn)生、存儲、散發(fā)和吸收熱量。因此，給定一個(gè)溫度計(jì)，所有物體，不管是有生命的還是沒生命的都能測到溫度。而熱成像攝像機(jī)就能捕捉及其微小單位的溫度，然后把它生成圖像。
   在2003年第三屆中國安防論壇組委會舉辦的技術(shù)論壇上，中國科學(xué)院自動化所陳龍研究員談到“安防系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化發(fā)展之道”時(shí)指出，智能化將顯著提高安防的品質(zhì)和功能，而使用紅外的夜視系統(tǒng)與微光夜視儀及熱成像被動夜視系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)黑夜監(jiān)視。但在沒有任何光亮的情況下,微光鏡則不能看到東西,而且,在明亮的環(huán)境中也不能用微光鏡觀察。而熱成像技術(shù)則使人的視力延伸到比過去更廣闊的空間。
   在安防中，熱成像攝像機(jī)主要應(yīng)用在重要地區(qū)的周界防范。在一些重要的行政中心、銀行的金庫、監(jiān)獄等地，尤其需要全天候、高靈敏度的觀察系統(tǒng)。一般的監(jiān)視系統(tǒng)，安裝時(shí)容易產(chǎn)生死角，不能實(shí)現(xiàn)全面控制監(jiān)控面，而且容易受到干擾，比如小動物入侵等。而安裝紅外熱成像儀，不僅能通過探測微小的溫度差別發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，還可以對背景資料進(jìn)行分析，從而減少誤報(bào)。
   除此以外，對溫度的高度敏感也使熱成像技術(shù)與生物識別聯(lián)系起來。人體面部識別技術(shù)的發(fā)展方向就是可以通過攝像機(jī)來搜索、捕捉活動著的人像，而不僅僅是識別靜止的照片。而熱成像技術(shù)就通過分析由面部的毛細(xì)血管的血液產(chǎn)生的熱線來形成面部圖像，即使在黑暗的情況下也可使用，并能更好地排除胡須、頭發(fā)以及化妝引起的面部變化的干擾。
在美國，5年前，這些熱像儀產(chǎn)品還標(biāo)著10,000美元的價(jià)格。隨著熱成像技術(shù)的成熟，各種低成本適于民用的熱像儀也逐漸問世，價(jià)格有所降低，笨重的大個(gè)頭也小巧了些。現(xiàn)在5,000美元就可以買到一個(gè)熱成像攝像機(jī)，并且只有大型電話座機(jī)那么大?？梢院苋菀籽b置在任何基于IP或類似技術(shù)的攝像機(jī)系統(tǒng)上。而且，熱成像攝像機(jī)輸出的視頻信號，還可以用數(shù)字存儲器存儲，或用錄像帶記錄，這樣既可長期保存又可用計(jì)算機(jī)作運(yùn)算處理。
美國一家公司為了增強(qiáng)周界安全性，在對場地進(jìn)行完整的技術(shù)考察后，他們發(fā)現(xiàn)，安裝5臺熱成像攝像機(jī)的費(fèi)用比增加20個(gè)新路燈與柱子要便宜得多，而那些燈柱每套要15,000美元。但是，即使從10,000美元降到5,000美元，這也并不是一筆小數(shù)目。什么地方需要熱成像攝像機(jī)呢？美國IPC國際安防公司董事查理·皮爾斯認(rèn)為，問題的關(guān)鍵在于“價(jià)值”這兩個(gè)字。如果你將一套設(shè)備的價(jià)格與發(fā)生事故后最好與最壞的后果——債務(wù)、法律訴訟、人員傷亡等進(jìn)行比較，再權(quán)衡一下目前所采用準(zhǔn)解決方案所需的花費(fèi)，你可以發(fā)現(xiàn)在很多方面應(yīng)用熱成像攝像機(jī)都是可靠的，而且也是值得的。
   但是，由于造價(jià)太高, 使得熱成像攝像機(jī)在推廣使用和廣泛裝備上受到限制。雖然熱成像技術(shù)正在走向民用，并且在樹林防火、消防、公安、輪船、游艇、碼頭、機(jī)場、油田以及奧運(yùn)安防中都得到了應(yīng)用，但就目前來看，將熱成像技術(shù)應(yīng)用到視頻監(jiān)控中的安防企業(yè)還是不多，而且，還有很多人并不了解這個(gè)技術(shù)。市場是企業(yè)的指揮棒，市場需要什么樣的產(chǎn)品往往影響企業(yè)對技術(shù)的選擇。對于熱成像攝像機(jī)普及而言，制約因素主要有兩個(gè)，一是價(jià)格因素，二是實(shí)際應(yīng)用中的一些技術(shù)問題。從研發(fā)到生產(chǎn)，從材料到設(shè)備，都需要很高的成本。而當(dāng)前市面上的夜視儀器中，紅外夜視儀、微光夜視儀要比熱成像系統(tǒng)有著更大的需求。在需求不是很旺盛的情況下，投入生產(chǎn)有一定的風(fēng)險(xiǎn)。另外，即使在專業(yè)做攝像機(jī)的安防企業(yè)中，也有不少人沒聽說過或不太了解這一技術(shù)，而需要安裝視頻監(jiān)控的部門或地區(qū)對此就更陌生了。由于人們對這項(xiàng)技術(shù)認(rèn)識還不夠，在民用市場上似乎并沒有太大的需求。在某些時(shí)候，沒有購買力并不是說人們不需要，相反，這說明市場正在培育中，也意味著有無限的潛在市場。隨著紅外熱成像技術(shù)的廣泛應(yīng)用必將促進(jìn)技術(shù)自身的完善與發(fā)展，憑著熱像儀本身功能以及應(yīng)用上的優(yōu)勢，或許有天，熱成像攝像機(jī)將成為安防視頻夜間監(jiān)控的主流。

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