所有傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)均有基本物理限制：需要在光線下工作，至少到目前為止是這樣。
部分網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)擁有日/夜轉(zhuǎn)換模式，可以在光線極暗的環(huán)境下工作，光線強(qiáng)度不到1勒克斯時(shí)也可以應(yīng)付。如果沒(méi)有自然光，則可以用電光替代，肉眼可見(jiàn)或紅外線可見(jiàn)均可。但某些情況下，這些解決方案的缺點(diǎn)也明顯，如價(jià)格昂貴、能耗高、照明會(huì)產(chǎn)生闖入者可以躲藏陰影等等。
熱成像并不是一項(xiàng)新技術(shù)，但花費(fèi)一直非常高，因此在軍事以外的其它領(lǐng)域應(yīng)用較少。近來(lái)隨著新傳感器、新材料和其它改進(jìn)技術(shù)的推出，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍正在擴(kuò)展，價(jià)格也日趨合理。即使在完全黑暗、濃霧、煙霧、雨、雪甚至強(qiáng)光刺眼的環(huán)境下，熱成像/熱感網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)仍能檢測(cè)到處于境中的人和物體，見(jiàn)圖1所示。
圖1：熱成像/熱感網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在完全黑暗環(huán)境中檢測(cè)到處于境中的人和物體
因此，現(xiàn)在飛機(jī)制造業(yè)、航運(yùn)業(yè)和安防業(yè)等諸多行業(yè)均可見(jiàn)到熱感網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的身影。熱成像技術(shù)在消防和執(zhí)法等公共服務(wù)中也得到了應(yīng)用。最近，消費(fèi)產(chǎn)品中也采用了這項(xiàng)技術(shù)，但通常是在豪華汽車(chē)等奢侈品行業(yè)。
技術(shù)指標(biāo)的更新
和其它攝像機(jī)一樣，熱成像/熱感網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)收集形成圖像的電磁輻射。傳統(tǒng)的攝像機(jī)可捕捉波長(zhǎng)為400—700納米(0.4—0.7微米)的可見(jiàn)光;而熱感網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)能檢測(cè)到波長(zhǎng)更長(zhǎng)的放射線，可達(dá)約1，400納米(14微米)。在這一電磁頻譜范圍內(nèi)的放射線被稱為紅外線(IR)，紅外波段又劃分成多個(gè)子波段。近紅外線的波長(zhǎng)約為0.7—1.5微米，肉眼無(wú)法觀察到近紅外線。而熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)傳感器能檢測(cè)和利用這種放射線。
所謂的“全天候”攝像機(jī)在白天借助紅外濾光片過(guò)濾紅外光，不會(huì)改變?nèi)搜鬯吹降膱D像的顏色，當(dāng)這種熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在夜間模式工作時(shí)，不使用紅外濾光片。由于人眼無(wú)法看到紅外線，因此，熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以黑、白兩種顏色顯示圖像。近紅外線也需要某種光源，如月光這樣的自然光源或者路燈、專用紅外燈這樣的人工光源。
除可見(jiàn)光外，其它波段的紅外線通常分為以下幾類：短波紅外線(SWIR)，波長(zhǎng)約為1-3微米;中波紅外線(MWIR)，波長(zhǎng)約為3—5微米;長(zhǎng)波紅外線(LWIR)，波長(zhǎng)約為8—12微米;超長(zhǎng)波紅外線
請(qǐng)注意5微米<MWIR)波段與8微米(LWIR)波段之間有一個(gè)間隔。由于大氣能強(qiáng)烈吸收這一波段的輻射，因此，這一波段實(shí)際上無(wú)法用于熱成像。微波的波長(zhǎng)大于1毫米。位于頻譜最遠(yuǎn)端的是無(wú)線電波，其波長(zhǎng)可達(dá)1米以上。在頻譜的另一端，波長(zhǎng)小于所有可見(jiàn)光波長(zhǎng)的放射線分別是紫外線、X射線和伽馬射線。
傳統(tǒng)的攝像機(jī)僅可接收波長(zhǎng)在0.4—0.7微米之間的可見(jiàn)光，而熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)能檢測(cè)到紅外頻譜寬至約14微米的放射線。
技術(shù)特征
熱成像不依賴于可見(jiàn)光，而來(lái)自于紅外線拍攝。周?chē)墓饩€強(qiáng)度不會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響，即使在完全黑暗的環(huán)境下也可良好運(yùn)行。因?yàn)椴徽撚袡C(jī)還是無(wú)機(jī)物體，均會(huì)由于自身的溫度作用而發(fā)射一定數(shù)量的紅外線。所有絕對(duì)溫度高于0開(kāi)(—273oC或—459oF)的物體都會(huì)發(fā)射一定數(shù)量的紅外線。這意昧著即便是溫度極低的物體(如：冰、冬天在室外放置的鋼鐵等)也會(huì)產(chǎn)生熱輻射。
物質(zhì)能夠以輻射的方式向外導(dǎo)熱的能力被稱為放射率。所有物質(zhì)都具備或高或低的放射率。物質(zhì)的放射率值為0至1，取決于物質(zhì)本身的屬性。只適用于一種稱之為黑體的理論上的物質(zhì)，通常，物體表面越粗糙、顏色越暗，它的放射率值越接近1。相反，反射能力越強(qiáng)的物質(zhì)，其放射率的值越低。例如，經(jīng)高度拋光的銀和銅的放射率分別為0.02和0.03。拋光后的鐵的放射率約為0.14至0.035：而紅褐色的鐵的放射率為0.61。一塊能有效地阻止熱輻射的普通玻璃的放射率為0.92。
熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)能檢測(cè)到所有物體發(fā)出的熱輻射。它能夠形成黑白圖像；同時(shí)為方便人們辨別不同的陰影，還可人為地給圖像著色，見(jiàn)圖2所示。
圖2：所示為熱成像/熱感網(wǎng)絡(luò)攝像在環(huán)境差中攝錄出著色的圖像
物體產(chǎn)生的熱輻射還取決于其自身的溫度，溫度越高，產(chǎn)生的熱輻射越強(qiáng)。溫度越高，熱成像也就越清晰。此外有些物質(zhì)的放射率在中波紅外頻譜和長(zhǎng)波紅外頻譜環(huán)境下有所差異。
在成像應(yīng)用中放射率上的差異一般不重要。原因在于感光度決定了攝像機(jī)區(qū)分溫度差異的能力。有時(shí)，熱成像與色彩的亮度和對(duì)比度有關(guān)，這似乎有點(diǎn)奇怪，似乎對(duì)可見(jiàn)光光譜范圍外的光線也起作用。這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是攝像機(jī)以數(shù)字的方式記錄顏色，這些顏色被稱為偽色。每種顏色或者每種色調(diào)的細(xì)微差別代表不同的溫度。通常，白色和紅色代表較高的溫度，綠色代表中間溫度，而藍(lán)色和紫色代表較低的溫度。究其原因，最重要的一點(diǎn)是人眼辨識(shí)色彩陰影的能力比辨識(shí)灰度的能力強(qiáng)。
從成像技術(shù)與應(yīng)用的角度，與熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)密切相聯(lián)的是熱成像探測(cè)器或稱熱感攝像機(jī)的傳感器。其熱成像探測(cè)器將是熱感攝像機(jī)傳感器的核心部件，它是熱感攝像機(jī)技術(shù)指標(biāo)與靈敏度高低的關(guān)鍵。為此將對(duì)其新型熱成像探測(cè)器應(yīng)用特征作研討。而當(dāng)今熱成像探測(cè)器可大致分為以下兩種類型：用于處理中波紅外線(MWIR)的制冷式熱成像儀和用于處理長(zhǎng)波紅外線(LWIR)的非制冷式熱成像儀。
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