《電子技術(shù)應(yīng)用》
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黑夜里的眼睛 論紅外成像和微光成像異同
摘要: 隨著微光與紅外成像技術(shù)的發(fā)展,綜合和發(fā)掘微光與紅外圖像的特征信息,使其融合成更全面的圖像已發(fā)展成為一種有效的技術(shù)手段。夜視圖像融合能增強(qiáng)場(chǎng)景理解、突出目標(biāo),有利于在隱藏、偽裝和迷惑的軍用背景下更快更精確地探測(cè)目標(biāo)。將融合圖像顯示成適合人眼觀察的自然形式,可明顯改善人眼的識(shí)別性能,減小操作者的疲勞感。
Abstract:
Key words :

微光系統(tǒng)

  在夜的世界里,伸手不見五指,看都看不見,別說監(jiān)控了。的確,在安防監(jiān)控中,夜視一直是一個(gè)困擾大家的問題。在現(xiàn)有的安防技術(shù)中,微光和紅外成像是運(yùn)用最廣的夜視技術(shù)。而微光成像主要運(yùn)用在反恐偵查,部隊(duì)作戰(zhàn)的夜視儀中、而紅外夜視成像主要用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)的夜間監(jiān)控較多。當(dāng)然,二者也有穿插,諸如出現(xiàn)微光監(jiān)控?cái)z像機(jī)和紅外夜視儀等產(chǎn)品。

  既然二種夜視技術(shù)都很優(yōu)秀,那他們是否曾有過PK呢?今天我們就來一次觀點(diǎn)大碰撞,對(duì)比一下紅外成像和微光成像的區(qū)別和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

  首先先由我來介紹一下這兩種夜視技術(shù)。

  微光成像技術(shù)

  微光夜視技術(shù)又稱像增強(qiáng)技術(shù),是通過帶像增強(qiáng)管的夜視鏡,對(duì)夜天光照亮的微弱目標(biāo)像進(jìn)行增強(qiáng),以供觀察的光電成像技術(shù)。微光技術(shù)是光電高新技術(shù)中的重要組成部分。在微光夜視產(chǎn)品中,圖像增強(qiáng)器是核心器件,利用圖像增強(qiáng)器將夜空中微弱的自然光,如月光、星光、大氣灰光增強(qiáng)幾百倍、幾萬倍達(dá)到使人眼能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離觀察的程度。黃綠光是人眼最敏感的波長(zhǎng),因此,這種顏色的熒光屏常常被應(yīng)用到增像器上。我們?cè)陔娪半娨暲锟刺胤N部隊(duì)進(jìn)行夜視成像時(shí),夜視鏡頭里的圖景呈現(xiàn)黃綠色就是因?yàn)檫@個(gè)原因。

  紅外成像技術(shù)

  紅外夜視技術(shù)分為主動(dòng)紅外夜視技術(shù)和被動(dòng)紅外夜視技術(shù)。主動(dòng)紅外夜視技術(shù)是通過主動(dòng)照射并利用目標(biāo)反射紅外源的紅外光來實(shí)施觀察的夜視技術(shù),對(duì)應(yīng)裝備為主動(dòng)紅外夜視儀。被動(dòng)紅外夜視技術(shù)是借助于目標(biāo)自身發(fā)射的紅外輻射來實(shí)現(xiàn)觀察的紅外技術(shù),它根據(jù)目標(biāo)與背景或目標(biāo)各部分之間的溫差或熱輻射差來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。其裝備為熱成像儀?,F(xiàn)階段監(jiān)控?cái)z像機(jī)裝備的都是主動(dòng)紅外系統(tǒng),對(duì)被動(dòng)紅外系統(tǒng)的應(yīng)用還較少。

  觀點(diǎn)pk

  當(dāng)微光成像技術(shù)遇到紅外技術(shù),到底孰優(yōu)孰劣呢?微光成像技術(shù)和紅外成像技術(shù)相對(duì)比,各自都有自身明顯的優(yōu)勢(shì)。

微光成像技術(shù)

  微光成像技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

  微光成像技術(shù)之所以被各國軍隊(duì)大量應(yīng)用在夜視上,是因?yàn)樗娜嫘?。該技術(shù)相比紅外技術(shù),不需要紅外燈發(fā)射紅外線、不需要被觀測(cè)物體必須有熱量。從而很好的適應(yīng)軍隊(duì)在不同環(huán)境下作戰(zhàn)。選擇紅外成像技術(shù),第一得考慮紅外燈的損耗和維護(hù),第二要考慮被觀測(cè)物體是否自身含有熱量。而微光成像技術(shù)不需要考慮這么多,只需借助自然光即可達(dá)成夜視效果。同時(shí),微光夜視儀圖像清晰、體積小、重量輕、價(jià)格低、使用和維修方便、不易被電子偵察和干擾,應(yīng)用范圍廣,這些也是紅外夜視成像不可比擬的。

  微光成像技術(shù)的缺點(diǎn)

  微光成像技術(shù)的缺點(diǎn)在于易受周邊環(huán)境影響。如怕強(qiáng)光,具有暈光現(xiàn)象。在遇到強(qiáng)光的時(shí)候夜視儀無法進(jìn)行觀測(cè),觀測(cè)者會(huì)感到眩暈。 微光圖像的對(duì)比度差、灰度級(jí)有限、瞬間動(dòng)態(tài)范圍差、高增益時(shí)有閃爍、只敏感于目標(biāo)場(chǎng)景的反射,與目標(biāo)場(chǎng)景的熱對(duì)比無關(guān)。

紅外系統(tǒng)

  紅外成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

  紅外成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其無需借助外部環(huán)境光,自身發(fā)射紅外線光進(jìn)行夜視成像。夜視范圍廣,受環(huán)境影響小。多用于樓宇監(jiān)控?cái)z像機(jī),主要是因?yàn)樗唤柚匀还?適合在室內(nèi)使用。而被動(dòng)紅外技術(shù)的紅外熱成像,不受雨雪、風(fēng)霜等惡劣環(huán)境影響、成像清楚、準(zhǔn)確度高、能識(shí)別偽裝和抗干擾。紅外熱成像系統(tǒng)不像微光夜視儀那樣借助自然光,而是靠目標(biāo)與背景的輻射產(chǎn)生景物圖像,因此紅外熱成像系統(tǒng)能24小時(shí)全天候工作。即使在白天也能通過熱成像進(jìn)行監(jiān)控。

  紅外成像技術(shù)的缺點(diǎn)

  紅外技術(shù)的缺點(diǎn)在于紅外圖像只敏感于目標(biāo)場(chǎng)景的輻射,而對(duì)場(chǎng)景的亮度變化不敏感。該技術(shù)必須借助于紅外燈發(fā)射的紅外線,熱成像則要求物體的溫度和紅外線的強(qiáng)度,無法適應(yīng)不同環(huán)境下的監(jiān)控要求。且熱成像成像不清,對(duì)周邊環(huán)境的感應(yīng)不強(qiáng)。紅外燈容易損壞、需要維護(hù)更換。

紅外成像技術(shù)

總結(jié):

  從科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的角度看,紅外技術(shù)有一定優(yōu)勢(shì)??梢姽獾拇嬖谑怯袟l件的,而任何物體都是紅外源,都在不停地輻射紅外線,所以紅外技術(shù)的應(yīng)用將無處不在。目前,在近距離夜視方面,由于微光夜視儀價(jià)格低廉,圖像質(zhì)量也較好,仍然占據(jù)主要地位。

  隨著微光與紅外成像技術(shù)的發(fā)展,綜合和發(fā)掘微光與紅外圖像的特征信息,使其融合成更全面的圖像已發(fā)展成為一種有效的技術(shù)手段。夜視圖像融合能增強(qiáng)場(chǎng)景理解、突出目標(biāo),有利于在隱藏、偽裝和迷惑的軍用背景下更快更精確地探測(cè)目標(biāo)。將融合圖像顯示成適合人眼觀察的自然形式,可明顯改善人眼的識(shí)別性能,減小操作者的疲勞感。

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