《電子技術(shù)應(yīng)用》
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被動(dòng)紅外成像在視頻監(jiān)控中的主要方案
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摘要: 被動(dòng)紅外成像技術(shù)的應(yīng)用前提是光捕捉器件除了要能采集可見光信號(hào)以外,還要能夠采集到紅外信號(hào),,并且信號(hào)處理能夠?qū)⒃t外信號(hào)處理成灰度信號(hào)(就說常說的黑白信號(hào)),。黑白攝像機(jī)都能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能并且靈敏度非常高。
Abstract:
Key words :

  被動(dòng)紅外成像" title="被動(dòng)紅外成像">被動(dòng)紅外成像技術(shù)的應(yīng)用前提是光捕捉器件除了要能采集可見光信號(hào)以外,,還要能夠采集到紅外信號(hào),,并且信號(hào)處理能夠?qū)⒃t外信號(hào)處理成灰度信號(hào)(就說常說的黑白信號(hào))。黑白攝像機(jī)都能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能并且靈敏度非常高,。目前所有基于數(shù)字處理技術(shù)的攝像機(jī)也都能夠完成這個(gè)工作,,但是由于還有可見光環(huán)境下的彩色成像,矛盾也開始出現(xiàn)了,。在處理彩色信號(hào)的時(shí)候,,因?yàn)镈SP處理都需要將視頻信號(hào)分離成灰度信號(hào)和色度(或者色差)信號(hào)進(jìn)行分別處理,而紅外信號(hào)本身是人眼不可見的,,但是在光捕捉器采集和DSP處理之后已經(jīng)變成了人眼可以識(shí)別的灰度信號(hào),,兩個(gè)灰度信號(hào)(可見光和紅外光的)進(jìn)行疊加,必然會(huì)使圖像在進(jìn)行灰度和色度合成的時(shí)候無法按照理想的情況進(jìn)行合成,,這將會(huì)造成圖像的灰度和色度失真,,最典型的例子就是如果紅外光過強(qiáng),會(huì)使得整個(gè)圖像發(fā)灰,。目前關(guān)于被動(dòng)紅外成像在監(jiān)控" title="監(jiān)控">監(jiān)控">視頻監(jiān)控中的主要方案有以下四種:

  1,、純彩色攝像機(jī),這種方案是阻止被動(dòng)紅外成像,,也就是避免紅外線進(jìn)入,,其使用光低通濾波器(OPLF:Optical Low Filter,即通常所說的低通濾光片,,圖1為其光通率與波長的關(guān)系,,可以看出其基本不吸收和反射可見光,但基本完全隔離紅外光)直接將紅外線擋住,這樣圖像會(huì)基本不受紅外信號(hào)的影響,。這樣做的目的是避免使用紅外成像,。

  2、完全不管紅外信號(hào)對(duì)圖像彩色情況下的影響使用可大量通過紅外線的濾色片,,這是一種低成本的方案,,在被動(dòng)紅外成像方面的效果也比較好,但是很容易出現(xiàn)上面說的在彩色模式下的色度和灰度失真問題,。

  3,、只讓特定紅外光比如850nm通過,其他大部分紅外光不能通過,,這就是單濾光片感應(yīng)紅外型攝像機(jī)的原理,,其主要技術(shù)依據(jù)是采用了不同于彩色攝像機(jī)的濾色片。

  這樣的方案可以在一定程度上解決彩色偏色的問題,,并且也能夠使用在沒有可見光而使用紅外成像的場合,。但是這個(gè)方案也存在一些問題,在日光充足的時(shí)候,,紅外信號(hào)非常豐富,,會(huì)造成圖像顏色和灰度失真。而在使用紅外成像的時(shí)候,,也因?yàn)橹挥袠O窄頻率的紅外光能夠通過而使成像并不敏感,,所以這類攝像機(jī)一般使用在室內(nèi)30米直徑以內(nèi)的區(qū)域。

  4,、在可見光較強(qiáng)的時(shí)候采用OPLF,,將大部分紅外光擋住,確保其顏色還原和灰度信號(hào)的真實(shí),,而在可見光較弱的時(shí)候不使用OPLF,,而使用可以使絕大部分可見光和紅外光都可以通過的高通濾波器,因?yàn)橹饕揽考t外光成像,,是灰度信號(hào),,所以這個(gè)時(shí)候一般都會(huì)把彩色成分去掉,只保留灰度信號(hào),,所以看到的就只是灰度圖像即我們所說的黑白圖像,。

  這種方案實(shí)際上結(jié)合了彩色攝像機(jī)在可見光較好情況下的優(yōu)點(diǎn)和黑白攝像機(jī)在低照度下的優(yōu)點(diǎn),可以說是目前解決全天候,、光線變化很大的環(huán)境下監(jiān)控的最佳方案,。在自然光線下真實(shí)的顏色還原和無可見光下高靈敏的被動(dòng)紅外成像,其靜態(tài)效果甚至能夠和某些采用同樣技術(shù)并加入4倍DSS感光技術(shù)的一體機(jī)媲美,。

  雖然使用被動(dòng)紅外成像能夠較好地解決無可視光和監(jiān)控之間的矛盾,,但是因?yàn)榧t外線和可見光的光學(xué)差異,,其中也有一些需要解決的問題,光學(xué)主要介質(zhì)玻璃對(duì)兩種光波的折射率不同會(huì)造成光學(xué)組件的焦距不同,,所以很容易使聚焦出現(xiàn)問題,,不過這些問題已經(jīng)在不斷的使用和改進(jìn)中得到相應(yīng)的解決。隨著被動(dòng)紅外成像技術(shù)的不斷成熟和廣泛應(yīng)用,,使得監(jiān)控效能大大提高,,人們的生活將會(huì)得到更加可靠的保障。
 

 

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