红外技术

现代安防监控越来越受到重视。它一般由图像采集、传输和存储系统组成。采用高精度的摄像头配合先进的图像处理技术和传输技术。其安防监控性能虽然很好，但也存在投资成本大，实时报警性能差。数据量大，隐蔽性差等缺点。鉴于这些不足，某些应用场合也可以用红外监控作为监控手段。 红外探测器自 1800 年被首次制作出来以后，经过两百多年的发展，技术已经十分成熟。它是指将不可见的红外辐射光探测出来，并且转化为可测量的信号的技术，具有适应性好，隐蔽性好，保密性强，性能稳定等优点。通过对特定波段的红外射线的探测，就可以实现对物体的实时性探测和跟踪。 文中介绍一种基于 ZigBee 无线模块技术的红外远程监控系统。 ZigBee 无线模块数传是一种短距离无线通信技术，具有低功耗、低成本、网络容量大、可靠性和安全性比较高、开发成本低等特点。整个系统利用红外探测器来监测特定区域是否有人。探测误差小；利用 ZigBee数传模块 传输数据。具有功耗低、廉价高效等优点。 1 系统方案 系统主要由 3 部分构成，分别是 ZigBee数据采集 部分， ZigBee 数传模块数据传输部分和监控部分。 ZigBee 数据采集由人体红外探测器模块 HC-SR501 完成，为了方便控制数据采集是否进行，搭配了一个无线遥控器。 HC-SRS01 的静态电流小于 50uA ，适合电池供电，探测角度约为 100 度锥角，工作距离在 7

摘要： 主要包含两个大方面的内容，第一个方面可以理解为是图像的预处理，是对图像的校正处理；第二方面是数据压缩（DDE）技术。 1 非均匀校正的必要性 红外焦平面阵列(IRFPA)是一种兼具辐射敏感和信号处理功能的新一代红外探测器, 由焦平面探测器构成的热成像系统, 较其他热成像系统具有结构简单 ,可靠性高 ,探测灵敏度高等优点。但由于红外探测器材料 、制造工艺、探测器内部读出电路和工作环境的影响 ,使得焦平面阵列各个阵列元即使在相同的辐射通量照射下, 也会输出不相同的响应电压 ,这种响应的不一致性被称作红外图像的非均匀性 ,又称为固定图案噪声 。红外图像的非均匀性是制约红外焦平面阵列发展和应用的重要因素 。 因此 ,必须对红外焦平面器件进行非均匀性校正。 2 盲元校正的必要性 受到红外焦平面阵列(IRFPA)的制作工艺影响，IRFPA 会出现缺陷像元，这些像元 是无法经过两点校正，单点校正来校正为可使用的像元的。因此，需要检测出这些缺 陷像元（或者称之为盲元）。检测出盲元后，再进行补偿。 3 高 bits 数到 8bit 的数据压缩的必要性 热成像系统普遍存在输出图像目标与场景细节不清晰现象，是继非均匀校正之后制约热成像系统性能的一大不足，已成为国内外研究人员关注的重要问题。红外图像的一大特点是有着很高的动态范围(如地面与天空)，而某些目标与其背景或者目标局部的温差却相对较小

写在前面 最近在不断地调研一些新的红外图像增强算法，优化与仿真实现了一些不同算法框架下的图像效果，在各种算法框架的取舍中，陷入了困惑。 归根到底，那就是对一个看似简单实却难以说清楚的基础问题，没有理解透彻，因此我决定就这问题学习并总结一番。 这个问题就是：什么是一张好图像。 明确了这个问题，进而才能理解：什么是一个好的红外图像可视化算法。 冈萨雷斯在其《数字图像处理》第二章最开始，引用这么一段话。 要想成功，就必须弄清基础问题。 —亚里士多德 对本质上的东西搞明白了，有了一定的知识框架，做事情也就条理清晰，章法有度了。 正文中也就这两个问题加以展开。 问题1：什么是一张好图像？ 问题2：什么是一个好的红外图像可视化算法？ 进入正文 1．什么是一张好图像？ 这是一个看似很简单的问题，有人说不就是图像好看不好看呗。其实这个就是图像的评价。图像的评价有包含两方面：美学评价和技术评价。前者是艺术家的事情，这里不讨论。对于我们做相机的工程师来说，更偏向了后者。 关于技术评价，个人觉得这里面又包含两方面，一种是基于实验室环境的相机性能评价，典型的就是：EMVA1288标准；另一种是对于实际场景图像质量的评价。 1.1 基于实验室环境的相机性能评价 最为典型的是相机界大名鼎鼎的EMVA1288标准，它是由欧洲机器视觉协会（EMVA）建立，主要的图像传感器与相机生产商均参与其中