1、 红外热成像

自然界中的一切物体，无论是北极冰川，还是火焰、人体，甚至极寒冷的宇宙深空，只要它们的温度高于绝对零度-273℃，都会有红外辐射，热成像是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。热成像是对温度成像的一种设备，准确的是温度差（与环境温度、焦平面温度等，细节不多说）。

其实真实的热成像图像是上面的图一，图二也是热成像，但是图二是伪彩色，因为真实的热成像图像是灰度的，单通道的，图二伪彩色是为了增强视觉差异而人为映射的。那么热成像到底与我们真实世界中的可见光有哪些差别呢？

2、 热成像与可见光

红外热成像与可见光在很多方面有所不同，主要有以下几点：

（1） 成像原理

成像原理基本一致，成像设备对一定波长范围内的光波进行成像，自然界中可见光波长范围在0.39μm到 0.78μm，而红外热辐射的波长范围在0.75μm到1000μm。说到此处需要停一下，前面不是说热成像不是靠温度（温度差）成像的吗，为什么又扯到红外热辐射，这就要再强调一个事实：只要它们的温度高于绝对零度-273℃，都会有红外辐射，热成像是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值。可能我是有点啰嗦了，但是想深入了解热成像，必须时刻记住这一点，热成像设备接收的也是光波（红外波段），只是人眼见不到而已。

（2） 探测器

成像设备的核心探测器，可见光有CCD、CMOS，热成像有制冷型、非制冷型（区别在于是否带有制冷小冰箱，主要是用来控制焦平面温度，还记得前面特别强调的温差吗？这个焦平面的温度就是用来做参考温度的，内容很多不具体展开）。主要的区别在于，可见光CCD/CMOS可以感知可见光波段的光波，热成像探测器可以感知红外波段的热辐射光波。红外热成像探测器根据制造工艺、封装材料等的不同，又分为很多种类，比较宏观的感受就是，红外热成像探测器比可见光CCD要贵，贵出一个量级或者更多，这也是现在红外热成像应用范围较窄的主要原因之一。红外探测器制造以及技术巨头还是欧美几家更厉害，但是国内最近几年还是发展起来几家很不错的厂家，另外几家安防巨头也已经积极入场红外探测器领域。未来几年热成像领域是否实现大面积爆发，还是要看这几家探测器厂商，是否能把价格打下来，在民用市场得到广泛应用。

（3） 镜头

镜头的主要不同在于，热成像的镜头必须要专用材料，主要原因是红外热辐射不能透过玻璃（硅），所以要用到特殊的锗、铬等金属材料的特殊镜头。这也导致热成像镜头的价格也比可将光镜头的价格高出一截，也增加了整机的价格。

（4） 图像

图像的不同在于可见光成像是彩色的，RGB三通道，但热成像是灰度的，原始热成像图像是单通道的，我们在市面上见到的彩色的热成像都是伪彩色的，是人工后期强制转换的，一般伪彩色会有很多种，也是可以配置的。另外热成像的图像尺寸比可见光的要小，现在典型的热成像有384、640，最大的1024也是最近几年才出，但可见光现在1080P或者更大的400w等，都已经在实际应用中成为主流。

（5） 应用场景

可见光一般是应用于白天、或者光线条件好的晚上，虽然现在很多星光级的设备出来，但是在光线不好的夜晚成像效果也是不尽人意，但热成像却可以全天候工作，没有一点光线的夜晚，照样可以成像。当然热成像也是存在缺点的，毕竟是靠温差成像的，所以当雨天、低温差的天气条件下，成像质量也会下降，甚至模糊。比如蓝色的衣服掉进蓝色的大海里，那么用可见光设备就看不到衣服；表面温度均匀30°的物体放在温度为30°的场景内，用热成像设备就看不到这个物体。所以在实际应用中要根据场景、以及设备特点制定合适方案。

3、 热成像智能应用

热成像的典型应用场景很多，主要列举如下：

（1） 测温

这是热成像的特有应用，理论上可以测试一些温度，至于准确度，要根据不同的场景，选择不同的设备，不同的设备也是不同的价格。测温的具体场景就比较多了，人体测温、电厂设备、油库等等。

（2） 监控着火

其实也是利用热成像可测温的特性，一般火的温度是在一定区间之内的，配合后期的一些CV算法、策略，可以做到很好的火点检测功能。当然烟火检测的应用场景也很多，森林防火、秸秆燃烧、垃圾焚烧等等一系列。

（3） 涉及到保护隐私的周界防范

特别是在欧美西方国家，对于人的隐私非常注重，那么热成像就可以达到这种效果：既做了周界防范报警，又看不清是谁。不过对于这个应用，我感觉很纠结，除非现场有人工管理，收到了报警之后立刻到现场去处理，如果没人关注报警并去处理，那事后去查视频，都看不清是谁，这个报警又有什么作用呢。不过东西方文化的差异，还是要包容。

（4） 军工

热成像最早就是发展于军工的，大家可以查查热成像用于军工的产品，比如枪瞄、导引头、跟踪器、单兵的头盔，战斗机吊舱等等。

4、 几点说明

（1） 热成像不可以穿透人体或物体

热成像是接收物体发出来的热辐射进行成像的，但对于人体来说，绝大多数都是体表温度贡献的，所以在热成像热备中呈现的都是人体表面的温度，不会穿透到内部；

（2） 一般情况下，热成像看不清具体是哪个人

在热成像图像中，可以看清楚场景中有人，但看不出来具体是谁。但是在具体场景中，又有较多先验知识的条件下，根据肢体动作，外贸轮廓还是分清楚是谁的，但这一般都是熟人才能做得到；

（3） 在实际CV智能应用中，热成像比可见光贵了很多，是不是效果会好更多。

根据成像原理，热成像在现实中受到的干扰会比可见光少一些，假如在保证同等算法效果的条件下，热成像设备先天就比可见光的误报少一些（以周界防范为例），但还是受天气温差变化的影响，所以还是存在误报，并不能彻底解决。在实际项目中，整体测试下来，以周界防范为例，热成像的效果确实要比可见光好，比如可见光误报20次/每天，热成像可降低到5次/每天。