紅外熱成像技術(shù)及在智能視頻監控中的應用

讀出電路的電荷處理能力直接控制焦平面的動(dòng)態(tài)范圍，它的電荷轉移效率影響焦平面的非均勻性、數據率、串擾和噪聲，這些都綜合影響焦平面的空間、時(shí)間和輻射能量的極限分辨能力以及空間和時(shí)間頻率傳遞特性。因此，讀出電路的設計要求為 : 高電荷容量、高轉移效率、低噪聲和低功率耗散 ; 其次考慮抗光暈控制和降低交叉串擾。

據報道，GaAs可作為一種潛在的焦平面陣列讀出技術(shù)，其原因是:GaAs的熱膨脹系數與HgCdTe的匹配要比硅好得多，這樣便有可能可靠地制備大型混合焦平面陣列 ; GaAs技術(shù)的輻射硬度比硅好得多 ; n型GaAs器件的施主能級比硅更接近導帶邊緣，這就使得GaAs器件在4K時(shí)更不受凍結效應的影響。

目前達到實(shí)用水平的焦平面陣列探測器主要有碲鎘汞、銻化銦、硅化鉑和非制冷探測器4種。近幾年推出的陣列式凝視成像的焦平面熱像儀，屬新一代的熱成像裝置，在性能上大大優(yōu)于光機掃描式熱像儀，定將逐步取代光機掃描式熱像儀。其關(guān)鍵技術(shù)是探測器由單片集成電路組成，被測目標的整個(gè)視野都聚焦在上面，并且圖像更加清晰，使用更加方便，儀器非常小巧輕便，同時(shí)具有自動(dòng)調焦圖像凍結，連續放大，點(diǎn)溫、線(xiàn)溫、等溫和語(yǔ)音注釋圖像等功能，儀器采用PC卡，存儲容量可高達500幅圖像。

總之，紅外熱像儀是通過(guò)非接觸探測紅外能量（熱量），并將其轉換為電信號，進(jìn)而在顯示器上生成熱圖像和溫度值，并可以對溫度值進(jìn)行計算的一種檢測設備。紅外熱像儀能夠將探測到的熱量精確量化，或測量，使您不僅能夠觀(guān)察熱圖像，還能夠對發(fā)熱的故障區域進(jìn)行準確識別和嚴格分析。

四、紅外熱成像技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

1、紅外熱成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

①紅外熱成像技術(shù)是一種被動(dòng)式的非接觸的檢測與識別，隱蔽性好

由于紅外熱成像技術(shù)是一種對目標的被動(dòng)式的非接觸的檢測與識別，因而隱蔽性好，不容易被發(fā)現，從而使紅外熱成像儀的操作者更安全、更有效。

②紅外熱成像技術(shù)不受電磁干擾，能遠距離精確跟蹤熱目標，精確制導

由于紅外熱成像技術(shù)利用的是熱紅外線(xiàn)，因而不受電磁干擾。采用先進(jìn)熱成像技術(shù)的紅外搜索與跟蹤系統，能遠距離精確跟蹤熱目標，并可同時(shí)跟蹤多個(gè)目標，使武器發(fā)揮最佳效能。紅外熱成像技術(shù)可精確制導，使制導武器具有較高的智能性和發(fā)射后不用管的能力，并可尋找最重要的目標予以摧毀，從而大幅度提高了彈藥的命中精度，使其作戰威力成幾十倍地提高。

③紅外熱成像技術(shù)能真正做到24h全天候監控

紅外輻射是自然界中存在最為廣泛的輻射，而大氣、煙云等可吸收可見(jiàn)光和近紅外線(xiàn)，但是對3～5μm和8～14μm的紅外線(xiàn)卻是透明的，這兩個(gè)波段被稱(chēng)為紅外線(xiàn)的“大氣窗口”。 因此，利用這兩個(gè)窗口，可以在完全無(wú)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(guān)察到所需監控的目標。正是由于這個(gè)特點(diǎn)，紅外熱成像技術(shù)能真正做到24h全天候監控。

④紅外熱成像技術(shù)的探測能力強，作用距離遠

利用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行探測的能力強， 可在敵方防衛武器射程之外實(shí)施觀(guān)察，其作用距離遠。目前手持式及裝于輕武器上的熱成像儀可讓使用者看清800m以上的人體 ; 且瞄準射擊的作用距離為2～3km; 在艦艇上觀(guān)察水面可達10km ; 在1.5km高的直升機上可發(fā)現地面單兵的活動(dòng) ; 在20km高的偵察機上可發(fā)現地面的人群和行駛的車(chē)輛，并可分析海水溫度的變化而探測到水下潛艇等。

⑤紅外熱成像技術(shù)可采用多種顯示方式，把人類(lèi)的感官由五種增加到六種

只有當物體的溫度高達1000 ℃以上時(shí)，才能夠發(fā)出可見(jiàn)光被人眼看見(jiàn)。而所有溫度在絕對零度（-273 ℃）以上的物體，都會(huì )不停地發(fā)出熱紅外線(xiàn)。如一個(gè)正常的人所發(fā)出的熱紅外線(xiàn)能量，大約為100 W。這些都是人眼看不見(jiàn)的，但物體的熱輻射能量的大小，直接和物體表面的溫度相關(guān)。熱輻射的這個(gè)特點(diǎn)使人們可以利用紅外熱成像技術(shù)對物體進(jìn)行無(wú)接觸溫度測量和熱狀態(tài)分析，并可采用多種顯示方式顯示出來(lái)。如對視頻信號進(jìn)行假彩色處理，便可由不同顏色顯示不同溫度的熱圖像;若反視頻信號進(jìn)行模數轉換處理，即可用數字顯示物體各點(diǎn)的溫度值等，從而看清人眼原來(lái)看不見(jiàn)的東西。所以可以說(shuō)，紅外熱成像技術(shù)把人類(lèi)的感官由五種增加到六種。