自然界中任何高于絕對(duì)溫度的物體(-273攝氏度)都向外輻射熱量(電磁波)。電磁波有長(zhǎng)有短，波長(zhǎng)范圍為760nm~ 1mm波叫紅外線，肉眼看不見(jiàn)。物體溫度越高，輻射能量越大。
紅外熱成像是通過(guò)特殊材料感應(yīng)紅外波，然后將紅外波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)。
由于感應(yīng)紅外的特殊材料本身也會(huì)受到外部溫度的影響，所以在制作紅外熱成像機(jī)芯時(shí)，要么是sensor(探測(cè)器)低溫恒溫處理，或通過(guò)算法矯正。
對(duì)sensor低溫恒溫處理技術(shù)(探測(cè)器為特殊材料) 稱為 遠(yuǎn)紅外制冷。這方面中國(guó)在2016年貌似還沒(méi)突破，不知今年如何。由于紅外熱成像技術(shù)會(huì)讓以前的隱形飛機(jī)（躲避雷達(dá)監(jiān)測(cè)）無(wú)所遁形，美國(guó)禁止對(duì)外出口。制冷紅外成像效果精度高，2015年有幸看到進(jìn)口產(chǎn)品flir制冷機(jī)芯，機(jī)芯成像的分辨率為 ** 0*成像效果與黑白電視相似。PS：Flir它是世界上最大的紅外熱成像制造商。
通過(guò)算法矯正sensor采集的數(shù)據(jù)技術(shù)稱為非制冷遠(yuǎn)紅外，這也是我接觸最多的紅外熱成像技術(shù)。該技術(shù)需要通過(guò)大量算法糾正探測(cè)器取回的數(shù)據(jù)，有些還需要糾正擋板。擋板在那里sensror前面放一個(gè)黑色等溫物體，對(duì)sensor去除溫度補(bǔ)償和壞點(diǎn)。
海康、大華IPC紅外探測(cè)稱為近紅外探測(cè)。它通過(guò)紅外燈發(fā)射紅外長(zhǎng)波，然后cmos紅外長(zhǎng)波成像，接受物體反射回發(fā)射，該技術(shù)只能探測(cè)近紅外燈輻射的物體。
雖然遠(yuǎn)紅外sensor生產(chǎn)精度要求很高，但目前國(guó)內(nèi)有廠家可以生產(chǎn)。
遠(yuǎn)紅外sensor主要原理：感應(yīng)紅外波長(zhǎng)材料（根據(jù)不同材料可能有電阻材料）關(guān)閉在盒子中，盒子直接通過(guò)固定電流，當(dāng)感應(yīng)紅外波長(zhǎng)材料接收紅外時(shí)，整個(gè)盒子的電阻會(huì)發(fā)生變化，從而通過(guò)盒子的電壓和后端sensor過(guò)來(lái)的電壓(具體采用穩(wěn)流或穩(wěn)壓未研究)大小調(diào)整為相應(yīng)的Y（YUV）。
在這里，你可以發(fā)現(xiàn)紅外線沒(méi)有顏色，你看到的紅綠紅外熱成像圖是根據(jù)Y的大小疊加的偽色。
事實(shí)上，一個(gè)上訴盒sensor由于材料和生產(chǎn)工藝的限制，紅外線是一個(gè)像素點(diǎn)sensor無(wú)法實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光cmos、ccd當(dāng)然，這是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。
32015年非制冷紅外的主要分辨率*今年應(yīng)該是240 ** 0*480了，不過(guò) ** 0*480的紅外sensor價(jià)格不菲，一個(gè) ** 0*480的紅外sensor市場(chǎng)價(jià)格應(yīng)為1W左右。
紅外的sensor從生產(chǎn)到生命總是工作，因?yàn)闊岣袘?yīng)材料不斷接受外部紅外波，所以紅外設(shè)備或盡可能妥善保存，不要面對(duì)高溫物體，如果長(zhǎng)期面對(duì)高溫物體（這意味著物體本身的溫度，不看遠(yuǎn)近，如太陽(yáng)）可能永久變形，感應(yīng)不再敏感。
紅外sensor生產(chǎn)工藝和材料特性，sensor抗干擾能力差，數(shù)據(jù)采集精度不夠。因此，每個(gè)像素點(diǎn)都可能需要矯正(椒鹽噪聲、高斯噪聲、豎條紋、橫條紋...），然后確定Y的值。因此，目前紅外熱成像技術(shù)的實(shí)現(xiàn)還沒(méi)有達(dá)到芯片級(jí)，全球紅外熱成像技術(shù)仍在繼續(xù)FPGA階段。因?yàn)橐坏┥a(chǎn)成芯片，內(nèi)部邏輯將無(wú)法調(diào)整，而數(shù)據(jù)矯正通常不會(huì)放在軟件上。軟件矯正，一是效率跟不上，二是效率跟上會(huì)導(dǎo)致機(jī)芯整體功耗高，價(jià)格高，不值得。
FPGA可以把它理解成一種可編程（改編芯片內(nèi)部邏輯）的芯片就可以了。
FPGA 與 ASIC FPGA與asic的區(qū)別
嗯，我不得不抱怨半導(dǎo)體行業(yè)和嵌入式行業(yè)的悲哀。你知道的比互聯(lián)網(wǎng)多，技術(shù)含量比互聯(lián)網(wǎng)高，但工資不高，投資也不容易。我不知道是國(guó)內(nèi)整體環(huán)境差還是世界差。我不知道為什么我要呆在這個(gè)行業(yè)，回去做web、移動(dòng)app不太好，哈哈。
言歸正傳，寫(xiě)了紅外熱成像的技術(shù)，現(xiàn)在談一下紅外熱成像的應(yīng)用。
其實(shí)目前的大環(huán)境下紅外熱成像主要還是用在軍用，民用很少。不過(guò)現(xiàn)在大家盡量在往民用靠，軍用就不去談了，主要談下民用。
目前，成熟的民用主要是安全，如森林防火和倉(cāng)庫(kù)安全監(jiān)控。
其次，不成熟的是車載輔助駕駛。
我記得2015年工作的公司做的紅外車行人識(shí)別率達(dá)到了94%。這仍然是一家小公司。如果把算法交給大公司或機(jī)器學(xué)習(xí)/深度學(xué)習(xí)，識(shí)別率肯定會(huì)更高，為智能駕駛做出貢獻(xiàn)。
近紅外的另一個(gè)用途是靜脈識(shí)別，據(jù)說(shuō)它比指紋和人臉識(shí)別要好得多。
效果大致如下圖所示。下圖應(yīng)采用類似紅外靜脈識(shí)別技術(shù)的靜脈位置檢測(cè)：
(我在網(wǎng)上找到的圖片，如果侵權(quán)，聯(lián)系刪除)
最后，紅外技術(shù)的民用正在逐步發(fā)展，我們拭目以待...