作者/姜正财，浙江大华技术股份有限公司；周川，东方网力科技股份有限公司

1.红外热成像技术概述

红外热成像技术是一种被动的红外夜视技术，其原理是任何物体表面的温度超过绝对零度时会辐射出不同的红外线电磁信息，这些红外线电磁信息载有物体的特征信息，通过这些信息可判别不同目标物的热分布场及温度的高低。借助这一特性，利用红外光电技术，热成像摄像机通过测量目标与背景或目标各部分之间的辐射差异，将物体辐射的功率信号转换成电信号，经过放大处理形成视频图像。通俗的讲，热成像摄像机的作用，是将物体发出的不可见红外能量转变为人眼可识别的热图像的过程。

与传统监控系统类似，红外热成像系统主要由光学镜头、红外探测器、信号处理系统、电源组件、防护罩等构成。

光学系统在接收被测目标的红外辐射后，经光谱滤波将能量分布图反映到红外探测器阵列的各光敏元上，通过探测器把红外辐射转变成电信号，再进行信号的放大，最后通过A/D转换，送入微处理器进行视频图像的处理。

由于被测目标各部分的红外辐射的热像分布信号比较微弱，因此需要进行实际校正与伪彩色描绘、对比度与图像亮度的控制等处理，之后再送到视频信号形成部分进行D/A转换形成标准的视频信号，最后通过监视器显示出被测物的红外热像图。

2.红外线热成像技术的优缺点

2.1 红外线热成像技术的优点

红外热成像技术利用目标物自身发射的热辐射成像，从根本上解决了夜间的成像探测和观察问题。与传统可见光监控技术相比，红外热成像技术具备三大功能优势：一是将人眼的观察范围扩展到红外光谱区；二是极大提高系统观察的灵敏度；三是获得客观世界与热运动相关的信息。

此外，红外热成像技术还具备以下优点：

2.1.1 隐蔽性好

红外线热成像技术是一种对目标进行非接触式的检测和识别，其隐蔽性好，不容易被发现，可最大限度的保障操作者的安全。

2.1.2 精准度高

应用红外线热成像技术能够实现对远距离热目标的精准跟踪，并且可同时对多个目标进行跟踪，实现跟踪效率的提升。

2.1.3 稳定性强

红外线热成像技术通过对热红外辐射来成像，不易受到电磁干扰，可实现在完全无光的环境下进行监控，抑或是在雨、雪、大风、大雾等恶劣天气环境下，仍然能够清晰地实现对监测目标的捕捉和跟踪。

2.2 红外线热成像技术的缺点

2.2.1 无法透过透明障碍物看清楚目标

温差是红外线热成像仪成像的主要因素，而当红外线经过像窗户玻璃这种透明的障碍物时，红外线热成像仪就很难检测到物体表面的温差差异，从而导致很难在这种情况下看清楚目标物。因此，在使用红外线热成像仪的过程中一定要注意透明障碍物对红外线热成像仪的影响。

2.2.2 图像对比度较低，细节分辨能力较差

由于红外线热成像仪是依靠温差来实现成像的，在实际监测过程中，监测物目标相近部分的温度差别一般不会太大，从而导致了最终成像的图像的对比度较低，细节分辨方面有所欠缺。

3.红外线热成像技术在智能视频监控系统中的应用

红外线热成像技术，凭借其独有的成像原理和出色的性能表现，给智能视频监控应用领域留下了广泛的应用空间，包括但不限于以下几个方面：

3.1 实现远距离、大范围的火灾监测预警

传统的视频监控技术，受制于本身技术的限制，无法实现远距离、大范围的火灾监测预警需求。尤其对于部分特殊行业，比如在森林防火领域，传统的视频监控系统，无法满足其防火监测预警的需求，加上观测距离近，误报率高，易受雨雪大雾天气环境因素影响等，给森林防火工作带来极大的挑战。

红外热成像技术在智能视频监控系统中的成功应用，给远距离、大范围的火灾监测预警需求带来了良好的技术手段。通过配置热成像长焦镜头，可实现超远距离的目标探测，比如实现对7～8km乃至十几公里距离的火灾探测、目标物探测等。

通过红外热成像技术的实现原理我们知道，红外热成像可敏锐地捕捉到图像画面中目标物的温度变化情况，因此，对于远距离、大范围的智能化场景监控，比如森林防火领域，一旦发生火灾，红外热成像系统可在第一时间进行预警，以提醒指挥中心监管人员注意，并启动相应的应急措施，防止大范围火灾的发生。

3.2 构建全天候智能化监控系统

红外热成像智能监控系统不受低照度、太阳光照的干扰，在风、霜、雨、雪等恶劣天气环境下，依然能够准确地反馈目标场景，真正做到7×24小时的实时监控。

通过与智能化算法的融合，红外热成像智能监控系统，可实现夜间无光照条件下的智能化应用，比如周界防范，拌线入侵、区域入侵，物品遗留等智能应用。根据热成像系统成像的特点，其不受许多周边环境外在干扰，可排除类似汽车灯光变化，手电筒光照影响等给传统智能化视频监控应用带来许多误报的因素，大大提升智能监控系统的准确性和可靠性。

3.3 有效监测和发现电力系统运行故障

在智能电网及变电站领域，电器设备的故障常常会以发热的形式表现出来，因此在电力系统的智能视频监控应用系统中，引入红外热成像在线测温技术可实现远程缺陷智能诊断，设备故障智能化预警，综合保障电力系统的稳定运行。

通过对关键电力设备热像特点、热成像检测区域及缺陷性质判定标准的研究，来综合构建电力设备状态诊断标准，建立电力设备运行故障诊断模型，同时，借助计算机视觉、视频图像处理与识别技术等，实现电力设备自动巡检、关键区域精确测温、趋势分析和预警等，实现电力设备安全运行状态的先知先觉，保证关键电力系统的安全运行。

3.4 全面防护石化领域安全生产

石化领域安全生产过程中，潜伏着许多易燃、易爆危险，各种传送管道，随着时间的推移，可能产生管壁腐蚀变薄、破损，管壁结垢堵塞，保温层脱落等情况以及各种罐体、阀门的泄漏情况。

通过红外热成像智能监控系统，能实时展现检测管道、罐体、阀门等各处表面的温度分布情况，即使发现异常的高温、低温区域，掌握管道、罐体等的损耗、裂缝和磨损情况，防止事故的发生和能耗的损失。

此外，利用红外热成像智能监控系统，可实时监测石化行业运用的各种电气设备和配电系统的工作状态，有效预防由于电气设备热故障造成的电气和消防隐患，避免事故发生。

3.5 助力疫情防控实时监测

在疫情防控领域，传染性疾病的发生伴随着人体体温的升高，红外热成像技术主要是通过人体发出的红外热量辐射，来测定人体的体温，通过体温的测量，进而发现疑似患有传染病的人员，从而采取相应措施及时进行深度检查，防止大范围疫情的传播。

红外热成像智能监控系统在疫情防控实时监测方面的深度应用，可实现对多目标进行实时快速远程精准测温，精准定位超温异常人员，具有非接触、快速、大面积筛查、远距离安全隐蔽、方便、直观等优点，有着非常广泛的市场应用潜力。

3.6 实现全天候、立体化边海防监管应用

随着我国对外开放的进一步深入，出入境人流量不断上升，走私偷渡等犯罪活动也日益猖獗，加上我国边境线漫长，边境地理位置复杂，地形多变，给边防管理部门的边境管理工作带来巨大挑战。

边海防智能化监控系统，采用以现有的边防哨所、军事雷达、移动监测船等监测系统为基础，结合海洋岸基超远距离红外热成像视频监控系统，岸基多点布控的可见光智能监控系统，以及无人机热成像智能监控系统等，对边境异常、非法越境、非法侦测、非法地理信息测绘、非法军事建筑物搭建等涉及危害国家安全的可疑行为进行综合管控，构建全天候、立体化的边海防综合监管体系，全方位保障国家边境安全。

4.结论

综上所述，红外热成像技术性能优越，应用广泛，有着巨大的发展空间和市场潜力。红外热成像技术在智能视频监控领域的深入应用，可大大提升现有视频监控系统的智能化水平，拓宽传统视频监控的行业智能化应用方向，挖掘各行业细分领域中智能视频监控的深入应用潜能，以满足新时期下各行业的新发展、新需求，从而构建更加全面的智能化监控系统。

* [1]龙俊飞.红外热成像技术及其在智能视频监控中的应用[J].企业技术开发,2015,(02)∶48，112.

* [2]朱青田.探讨红外热成像技术在智能视频监控中的应用[J].电子制作 ,2016,(17)∶34，36.

* [3]王海朋.红外智能视频监控系统的研究[D].青岛科技大学,2014.