红外热成像技术及在智能视频监控中的应用

读出电路的电荷处理能力直接控制焦平面的动态范围，它的电荷转移效率影响焦平面的非均匀性、数据率、串扰和噪声，这些都综合影响焦平面的空间、时间和辐射能量的极限分辨能力以及空间和时间频率传递特性。因此，读出电路的设计要求为 : 高电荷容量、高转移效率、低噪声和低功率耗散 ; 其次考虑抗光晕控制和降低交叉串扰。

据报道，GaAs可作为一种潜在的焦平面阵列读出技术，其原因是:GaAs的热膨胀系数与HgCdTe的匹配要比硅好得多，这样便有可能可靠地制备大型混合焦平面阵列 ; GaAs技术的辐射硬度比硅好得多 ; n型GaAs器件的施主能级比硅更接近导带边缘，这就使得GaAs器件在4K时更不受冻结效应的影响。

目前达到实用水平的焦平面阵列探测器主要有碲镉汞、锑化铟、硅化铂和非制冷探测器4种。近几年推出的阵列式凝视成像的焦平面热像仪，属新一代的热成像装置，在性能上大大优于光机扫描式热像仪，定将逐步取代光机扫描式热像仪。其关键技术是探测器由单片集成电路组成，被测目标的整个视野都聚焦在上面，并且图像更加清晰，使用更加方便，仪器非常小巧轻便，同时具有自动调焦图像冻结，连续放大，点温、线温、等温和语音注释图像等功能，仪器采用PC卡，存储容量可高达500幅图像。

总之，红外热像仪是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，或测量，使您不仅能够观察热图像，还能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。

四、红外热成像技术的优缺点

1、红外热成像技术的优点

①红外热成像技术是一种被动式的非接触的检测与识别，隐蔽性好

由于红外热成像技术是一种对目标的被动式的非接触的检测与识别，因而隐蔽性好，不容易被发现，从而使红外热成像仪的操作者更安全、更有效。

②红外热成像技术不受电磁干扰，能远距离精确跟踪热目标，精确制导

由于红外热成像技术利用的是热红外线，因而不受电磁干扰。采用先进热成像技术的红外搜索与跟踪系统，能远距离精确跟踪热目标，并可同时跟踪多个目标，使武器发挥最佳效能。红外热成像技术可精确制导，使制导武器具有较高的智能性和发射后不用管的能力，并可寻找最重要的目标予以摧毁，从而大幅度提高了弹药的命中精度，使其作战威力成几十倍地提高。

③红外热成像技术能真正做到24h全天候监控

红外辐射是自然界中存在最为广泛的辐射，而大气、烟云等可吸收可见光和近红外线，但是对3～5μm和8～14μm的红外线却是透明的，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。 因此，利用这两个窗口，可以在完全无光的夜晚，或是在雨、雪等烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到所需监控的目标。正是由于这个特点，红外热成像技术能真正做到24h全天候监控。

④红外热成像技术的探测能力强，作用距离远

利用红外热成像技术进行探测的能力强， 可在敌方防卫武器射程之外实施观察，其作用距离远。目前手持式及装于轻武器上的热成像仪可让使用者看清800m以上的人体 ; 且瞄准射击的作用距离为2～3km; 在舰艇上观察水面可达10km ; 在1.5km高的直升机上可发现地面单兵的活动 ; 在20km高的偵察机上可发现地面的人群和行驶的车辆，并可分析海水温度的变化而探测到水下潜艇等。

⑤红外热成像技术可采用多种显示方式，把人类的感官由五种增加到六种

只有当物体的温度高达1000 ℃以上时，才能够发出可见光被人眼看见。而所有温度在绝对零度（-273 ℃）以上的物体，都会不停地发出热红外线。如一个正常的人所发出的热红外线能量，大约为100 W。这些都是人眼看不见的，但物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用红外热成像技术对物体进行无接触温度测量和热状态分析，并可采用多种显示方式显示出来。如对视频信号进行假彩色处理，便可由不同颜色显示不同温度的热图像;若反视频信号进行模数转换处理，即可用数字显示物体各点的温度值等，从而看清人眼原来看不见的东西。所以可以说，红外热成像技术把人类的感官由五种增加到六种。