被動(dòng)紅外成像在視頻監控中的主要方案

　　被動(dòng)紅外成像技術(shù)的應用前提是光捕捉器件除了要能采集可見(jiàn)光信號以外，還要能夠采集到紅外信號，并且信號處理能夠將原紅外信號處理成灰度信號(就說(shuō)常說(shuō)的黑白信號)。黑白攝像機都能夠實(shí)現這一功能并且靈敏度非常高。目前所有基于數字處理技術(shù)的攝像機也都能夠完成這個(gè)工作，但是由于還有可見(jiàn)光環(huán)境下的彩色成像，矛盾也開(kāi)始出現了。在處理彩色信號的時(shí)候，因為DSP處理都需要將視頻信號分離成灰度信號和色度(或者色差)信號進(jìn)行分別處理，而紅外信號本身是人眼不可見(jiàn)的，但是在光捕捉器采集和DSP處理之后已經(jīng)變成了人眼可以識別的灰度信號，兩個(gè)灰度信號(可見(jiàn)光和紅外光的)進(jìn)行疊加，必然會(huì )使圖像在進(jìn)行灰度和色度合成的時(shí)候無(wú)法按照理想的情況進(jìn)行合成，這將會(huì )造成圖像的灰度和色度失真，最典型的例子就是如果紅外光過(guò)強，會(huì )使得整個(gè)圖像發(fā)灰。目前關(guān)于被動(dòng)紅外成像在視頻監控中的主要方案有以下四種：

　　1、純彩色攝像機，這種方案是阻止被動(dòng)紅外成像，也就是避免紅外線(xiàn)進(jìn)入，其使用光低通濾波器(OPLF：Optical Low Filter，即通常所說(shuō)的低通濾光片，圖1為其光通率與波長(cháng)的關(guān)系，可以看出其基本不吸收和反射可見(jiàn)光，但基本完全隔離紅外光)直接將紅外線(xiàn)擋住，這樣圖像會(huì )基本不受紅外信號的影響。這樣做的目的是避免使用紅外成像。

　　2、完全不管紅外信號對圖像彩色情況下的影響使用可大量通過(guò)紅外線(xiàn)的濾色片，這是一種低成本的方案，在被動(dòng)紅外成像方面的效果也比較好，但是很容易出現上面說(shuō)的在彩色模式下的色度和灰度失真問(wèn)題。

　　3、只讓特定紅外光比如850nm通過(guò)，其他大部分紅外光不能通過(guò)，這就是單濾光片感應紅外型攝像機的原理，其主要技術(shù)依據是采用了不同于彩色攝像機的濾色片。

　　這樣的方案可以在一定程度上解決彩色偏色的問(wèn)題，并且也能夠使用在沒(méi)有可見(jiàn)光而使用紅外成像的場(chǎng)合。但是這個(gè)方案也存在一些問(wèn)題，在日光充足的時(shí)候，紅外信號非常豐富，會(huì )造成圖像顏色和灰度失真。而在使用紅外成像的時(shí)候，也因為只有極窄頻率的紅外光能夠通過(guò)而使成像并不敏感，所以這類(lèi)攝像機一般使用在室內30米直徑以?xún)鹊膮^域。

　　4、在可見(jiàn)光較強的時(shí)候采用OPLF，將大部分紅外光擋住，確保其顏色還原和灰度信號的真實(shí)，而在可見(jiàn)光較弱的時(shí)候不使用OPLF，而使用可以使絕大部分可見(jiàn)光和紅外光都可以通過(guò)的高通濾波器，因為主要依靠紅外光成像，是灰度信號，所以這個(gè)時(shí)候一般都會(huì )把彩色成分去掉，只保留灰度信號，所以看到的就只是灰度圖像即我們所說(shuō)的黑白圖像。

　　這種方案實(shí)際上結合了彩色攝像機在可見(jiàn)光較好情況下的優(yōu)點(diǎn)和黑白攝像機在低照度下的優(yōu)點(diǎn)，可以說(shuō)是目前解決全天候、光線(xiàn)變化很大的環(huán)境下監控的最佳方案。在自然光線(xiàn)下真實(shí)的顏色還原和無(wú)可見(jiàn)光下高靈敏的被動(dòng)紅外成像，其靜態(tài)效果甚至能夠和某些采用同樣技術(shù)并加入4倍DSS感光技術(shù)的一體機媲美。

　　雖然使用被動(dòng)紅外成像能夠較好地解決無(wú)可視光和監控之間的矛盾，但是因為紅外線(xiàn)和可見(jiàn)光的光學(xué)差異，其中也有一些需要解決的問(wèn)題，光學(xué)主要介質(zhì)玻璃對兩種光波的折射率不同會(huì )造成光學(xué)組件的焦距不同，所以很容易使聚焦出現問(wèn)題，不過(guò)這些問(wèn)題已經(jīng)在不斷的使用和改進(jìn)中得到相應的解決。隨著(zhù)被動(dòng)紅外成像技術(shù)的不斷成熟和廣泛應用，使得監控效能大大提高，人們的生活將會(huì )得到更加可靠的保障。