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案例頻道隨著(zhù)全球視頻監控產(chǎn)業(yè)需求及應用技術(shù)的飛速發(fā)展，市場(chǎng)對攝像機圖像有效性的追求也一路走高，甚至達到苛刻而挑剔的程度。從LowLightTM低照技術(shù)到主紅外夜視技術(shù)，從BLC背光補償技術(shù)到WDR寬動(dòng)態(tài)技術(shù)，攝像機在各種光源環(huán)境下（微光、強光、背光及閃光等）的圖像有效性幾乎逐年遞增。然而，當照度已跌破星光級（0.0001lux）、寬動(dòng)態(tài)已達到120dB、主紅外照明鋪天蓋地的今天，攝像機成像技術(shù)還能走得多遠，還能給予市場(chǎng)多少驚喜和期待？正當一籌莫展之時(shí)，熱成像技術(shù)（Thermal Imaging Technology）的引入宛如為整個(gè)視頻監控行業(yè)開(kāi)啟一扇了窗，以全新、更高的科技及應用技術(shù)指導視頻監控攝像機的發(fā)展。
所謂熱成像技術(shù)是指：通過(guò)非接觸探測，將物體輻射產(chǎn)生的紅外能量（熱量）轉換為電信號，經(jīng)信息處理后最終形成熱輻射圖像。紅外能量的波長(cháng)較長(cháng)（0.75-14μm），無(wú)法被肉眼探測到。它是電磁波譜中的一部分，人類(lèi)將它感知為熱量。與可見(jiàn)光不同，在紅外頻譜里，凡溫度高于絕對零度的物體均能輻射紅外熱量。溫度越高，所輻射的紅外能量就越強。熱成像攝像機就是有效利用了紅外熱量的這一特性，即使在無(wú)可見(jiàn)光環(huán)境下，仍可提供清晰、有效的現場(chǎng)圖像，并完全無(wú)需輔助照明設備。
熱成像技術(shù)VS LowLightTM低照技術(shù)
LowLightTM低照技術(shù)采用高感光CCD（如Exview HAD CCD等）、DSS數字快慢門(mén)調節來(lái)提高攝像機的低照性能。曝光時(shí)間的增長(cháng)使CCD更充沛感光，從而增強圖像亮度及清晰度。LowLightTM低照技術(shù)的應用優(yōu)點(diǎn)在于設備簡(jiǎn)單（僅攝像機即可）、價(jià)格大眾化（技術(shù)已普及），缺點(diǎn)則在于圖像亮度以犧牲圖像連續性為代價(jià)，而最終LowLightTM低照技術(shù)仍需依靠照明光源并局限于可見(jiàn)光光譜內。當環(huán)境呈黑暗、煙霧或遮擋時(shí)，LowLightTM低照技術(shù)顯然無(wú)所適從。
熱成像技術(shù)由于依靠紅外輻射成像不依賴(lài)可見(jiàn)光，無(wú)論環(huán)境光照強或弱、能見(jiàn)度（遮擋）高或低均不影響有效成像。因此，熱成像技術(shù)完全解決了必須依靠“可見(jiàn)光”的技術(shù)瓶頸，將視頻監控系統的應用擴展至更大范圍。
熱成像技術(shù)V.S 主紅外技術(shù)
不少用戶(hù)對主紅外技術(shù)與熱成像技術(shù)的理解常出現混淆。事實(shí)上，兩者技術(shù)雖然都借由紅外光譜成像，但是其成像原理卻大不相同。
主紅外技術(shù)利用CCD攝像機（黑白模式下）可感應近紅外光譜（0.75-1.0μm）的原理，在CCD攝像機附近架設輔助紅外照明設備（如紅外燈等），利用物體反射紅外源的紅外光達到成像目的。
紅外熱成像技術(shù)是感應中、遠紅外光譜（3.0~8.0μm、8.0~14.0μm），利用（非制冷）氧化礬微測輻射熱儀感應物體所輻射散發(fā)的紅外能量來(lái)成像。
主動(dòng)紅外技術(shù)至今未得到廣泛應用，問(wèn)題在于紅外輔助照明設備的技術(shù)弊端重重。照明范圍小、靈敏度低、耗能大；體積笨重、使用壽命短，最致命的弱點(diǎn)是紅外輔助照明設備所散發(fā)的紅外光線(xiàn)極易被探測到，從而自我暴露。
熱成像技術(shù)由于感應來(lái)自物體輻射散發(fā)的紅外能量，完全拋棄問(wèn)題重重的紅外輔助照明設備，從根本上杜絕以上弊病及弱點(diǎn)。
熱成像技術(shù)＋一體化定位技術(shù)＝一體化熱成像定位系統
傳統意義上，熱成像攝像機大多應用于各類(lèi)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)、檢測及維護流程監控。多數處于非正常工作的設備、儀器、電路及產(chǎn)品、建筑等，都會(huì )表現出溫度的異常。當然，熱成像技術(shù)也廣泛應用于軍事領(lǐng)域，但大多作為軍事設備的配件使用。因此，要將熱成像技術(shù)成功應用于視頻監控行業(yè)，就必須對熱成像攝像機根據視頻監控行業(yè)的需求特點(diǎn)進(jìn)行改善。由此，一體化熱成像定位系統便應運而生。所謂一體化熱成像定位系統，就是熱成像技術(shù)與一體化定位技術(shù)相結合的創(chuàng )新產(chǎn)物。
對于視頻監控行業(yè)，“一體化定位系統”已不陌生。一體化定位系統將攝像機、鏡頭、防護罩、云臺及解碼器完全集合于一體的高密度集成技術(shù)。若設備應用于室外，則將進(jìn)一步集成雨刷、遮陽(yáng)罩、風(fēng)扇、加熱器等配件，以應對嚴酷的戶(hù)外環(huán)境，并具備理想的抗臺風(fēng)性能。一體化定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，使攝像機具備小巧美觀(guān)的外形、便捷安全的安裝、快速精準的定位、全方位長(cháng)距離的監控范圍，并提供豐富優(yōu)異的智能化功能（預置位、掃描、報警聯(lián)動(dòng)、窗口屏蔽等）。一體化定位系統廣泛應用于機場(chǎng)、高速公路、港口碼頭、城市道路廣場(chǎng)、周界安防等戶(hù)外環(huán)境，并因以上固有特性而在室外領(lǐng)域中顯得無(wú)可替代。
正因為憑借了一體化定位系統充分代表視頻監控行業(yè)的特性，一體化熱成像定位系統以全新而切實(shí)的面貌進(jìn)軍視頻監控行業(yè)。
一體化熱成像定位系統的光學(xué)參數及意義
微測輻射熱儀
微測輻射熱儀是一體化熱成像定位系統的攝像機組件，通常有制冷與非制冷兩種類(lèi)型。以非制冷型為佳，因為非制冷型微測輻射熱儀無(wú)需液氮和斯特林制冷，可長(cháng)期無(wú)維護連續工作，壽命長(cháng)且工作時(shí)無(wú)聲音，啟動(dòng)時(shí)間短。無(wú)論室內、戶(hù)外使用，儀器不受陽(yáng)光、氣候和其它高溫物體的影響。
熱靈敏度
可簡(jiǎn)單定義為儀器或使觀(guān)察者能從背景中精確分辨出目標輻射的最小溫度。熱靈敏度值越小，代表熱靈敏度越高。
視場(chǎng)
它是光學(xué)系統視場(chǎng)角的簡(jiǎn)稱(chēng)，表示能夠在光學(xué)系統像平面視場(chǎng)光闌內成像的空間范圍。當物體位于以光軸為軸線(xiàn)，頂角為視場(chǎng)角的圓錐內的任一點(diǎn)（在一定距離內）時(shí)能被光學(xué)系統發(fā)現，即成像于光學(xué)系統像平面的視場(chǎng)光闌內，也即物體能在熱成像攝像機中成像的物空間的最大張角叫做視場(chǎng)，一般是ao×βo的矩陣視場(chǎng)。類(lèi)似CCD攝像機有效像素的概念。視場(chǎng)越大，圖像清晰度越高。
像素尺寸
像素尺寸指ao×βo矩陣視場(chǎng)內每個(gè)像素的大小。一般，像素尺寸越小，熱靈敏度越高。
光譜響應
這是指熱成像攝像機對紅外光譜的響應范圍，通常有中紅外光譜及遠紅外光譜兩種響應范圍。以遠紅外光譜（8.0-14.0μm）為佳，因為中紅外光譜（3.0-8.0μm）的波長(cháng)較短，較容易穿透有些物質(zhì)，使其最終無(wú)法正常成像。
現場(chǎng)溫度范圍
現場(chǎng)溫度范圍是指熱成像攝像機能感應成像的最高溫度，物體一旦超過(guò)該溫度，攝像機將無(wú)法給出邊緣圖像。這類(lèi)似普通CCD攝像機的受光過(guò)飽和現象。溫度范圍越高，熱成像攝像機的圖像動(dòng)態(tài)范圍越廣。
另外，為方便讀者識別以上參數指標，現以某品牌一體化熱成像定位系統的規格參數為范例：
·非制冷氧化礬微測輻射熱儀（uncooled，Vanadium Oxide Microbolometer）；
·熱靈敏度（sensitivity）：<40mk@F1.0；
·視場(chǎng)(array format)：320×240；
·像素尺寸（pixel size）：38μm；
·光譜響應（spectrum response）：7.5-13.5μm，遠紅外感應（LWIR）；
·現場(chǎng)溫度范圍（scene temp range）：至150℃，最高可達560℃（可選）；
·圖像顯示模式（display format）：White Hot、Black Hot、Sepia、Rainbow。
一體化熱成像定位系統的典型應用
軍事警戒
一體化熱成像定位系統只需憑借微弱的物體溫層變化，即可看清大橋、水壩、管道、發(fā)電站或月臺，任意建筑物均一覽無(wú)余。任何環(huán)境活動(dòng)，動(dòng)物、人類(lèi)，均在視線(xiàn)之內。值得一提的是，無(wú)論現場(chǎng)是否處于黑暗、濃霧及煙塵，或存在枝葉以及其它遮擋物，一體化熱成像攝像機仍就可率先發(fā)現可疑侵入目標，優(yōu)先于肉眼乃至高清晰高變倍的標準攝像機。
制造加工
對制造加工的產(chǎn)品及設備進(jìn)行合格性及安全性測試。不少產(chǎn)品及設備出現品質(zhì)問(wèn)題之時(shí)，往往會(huì )出現溫度的異常變化，如漏電、短路、斷裂等。一體化熱成像定位系統則可在問(wèn)題發(fā)生的當即在圖像上顯示并反映，加強了工藝流程的安全管理，也節省了人力監控的付出。
石油化工
可對熔爐溫度、容器內液體位置、電氣機械、運輸管道以及石油化工產(chǎn)品的加工過(guò)程進(jìn)行安全監控。石油化工行業(yè)屬于高危險性監控場(chǎng)，環(huán)境內經(jīng)常存在易燃、易爆性物質(zhì)，現場(chǎng)需盡量避免人員出入，而大多數泄露及爆炸事故都會(huì )預先表征為溫度異常。一體化熱成像定位系統，是石油化工領(lǐng)域的安全伙伴。
森林防火
森林防火預警保護我國林業(yè)財產(chǎn)的重大項目舉措。目前的森林防火監控多采用高變倍云臺攝像機，然而由于攝像機的變焦倍數有限、森林枝葉繁茂遮擋，火情的發(fā)現及報警率相對較低。采用一體化熱成像定位系統則可克服枝葉遮擋及遠距離監控的問(wèn)題，并從根本上加強對火情的提早發(fā)現（溫度變化）。同時(shí)，一體化熱成像定位系統的監控范圍廣、敏捷靈活、定位精準及智能化發(fā)達等特色，更為森林監控的快速預警機制帶來(lái)福利。
電力冶金
變電站、電廠(chǎng)、鋼鐵廠(chǎng)等應用領(lǐng)域，也是一體化熱成像定位系統大展身手之處。檢測電流通過(guò)電阻接點(diǎn)積聚熱量是否正常，檢測充滿(mǎn)鐵水的魚(yú)雷罐內部耐火材料是否損壞，無(wú)疑是電力冶金行業(yè)的監控重中之重。
其它行業(yè)，諸如道路鋪設、建筑工程、科研檢測及動(dòng)物醫療都是一體化熱成像定位系統職能發(fā)揮其所長(cháng)的場(chǎng)合。
結語(yǔ)
一體化熱成像定位系統的引入，使視頻監控行業(yè)進(jìn)入了成像技術(shù)應用新紀元。熱成像技術(shù)徹底地打破了CCD攝像機“光照限制”的瓶頸，為全球市場(chǎng)揭開(kāi)了全新的發(fā)展空間。相信在未來(lái)，一體化熱成像定位系統將在大量應用領(lǐng)域中替代CCD攝像機，成為集多種監控功能（安全監控、設備監控、工藝流程監控等）于一身的全新視頻安全伙伴。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號