被動(dòng)紅外成像在視頻監(jiān)控中的主要方案

　　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(jiàn)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(shuō)常說(shuō)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(jiàn)光環(huán)境下的彩色成像，矛盾也開(kāi)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(jiàn)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(jiàn)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(wú)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(guò)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(shuō)的低通濾光片，圖1為其光通率與波長(zhǎng)的關(guān)系，可以看出其基本不吸收和反射可見(jiàn)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(guò)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(shuō)的在彩色模式下的色度和灰度失真問(wèn)題。

　　3、只讓特定紅外光比如850nm通過(guò)，其他大部分紅外光不能通過(guò)，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(wèn)題，并且也能夠使用在沒(méi)有可見(jiàn)光而使用紅外成像的場(chǎng)合。但是這個(gè)方案也存在一些問(wèn)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(guò)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(jiàn)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(jiàn)光較弱的時(shí)候不使用OPLF，而使用可以使絕大部分可見(jiàn)光和紅外光都可以通過(guò)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(shuō)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(jiàn)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(shuō)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(wú)可見(jiàn)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(wú)可視光和監(jiān)控之間的矛盾，但是因?yàn)榧t外線和可見(jiàn)光的光學(xué)差異，其中也有一些需要解決的問(wèn)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(wèn)題，不過(guò)這些問(wèn)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。