红外热成像监控系统的组成及相关技术分析

红外&海洋海事

本文承接上篇关于目前红外热成像技术在周界防护领域的应用分类，进一步讲述周界防护细分领域(海洋海事监控)中的具体应用，以大立科技船载双视取证系统为例，详细介绍红外热成像监控系统的组成及相关技术分析。

红外技术在海洋海事监控领域的应用

由于我国重点水域面积广阔，水域气候变化无常，加上夜间是非法捕捞的多发时段，近年来破坏江河生态的违法采砂现象日益增多，河道污染问题日益突出。在图像视频监控技术日趋成熟的今天，安防系统采用先进的红外热成像，即可实现昼夜远距离环境下的实时监控。在配合通讯网络传输技术，值班人员可远端实时对违法现场情况进行有效观察取证。

红外监控系统组成及各部分功能特点

以大立船载双视取证系统为例，红外热成像周界入侵报警系统可对入侵物体的特征或状态进行直观、快速地了解，对靠近或即将靠近的物体提前对安检人员进行预警、提醒，有效防止不明人员侵入。

（1）船载双视取证系统设备

① 被动红外热像仪 + 可见光摄像机双路输出

它不仅具备穿透雾霾 ( 在夜间或恶劣环境下大范围搜寻目标 ) 的功能，而且具备激光照明与可见光镜头自动完成随动，无需手动控制。可有效的对船舶细节进行观察取证。 

② 轮船搭载的云台

设备采用全金属，抗强风结构设计、一体式专业防护罩、IP66 高防护等级，并支持角度信息回传和角度控制功能。

（2）后端远程显示平台

① 远程图像传输

该平台具备有线/无线传输技术，可将现场多路H.264高质量视频信号实时向监控室或其他监控点反馈输出视频。设备采用标准的TCP/IP 传输协议，通过网络传输链路可将前端的视频信号接入进后端计算机网络，实现后端实时显示，满足管理人员对视频、音频的监控管理和远程监控管理的需要。

② 管理功能

可分配不同的控制权限，控制权限高的用户优先，如控制云台旋转，选择监视区域对象等，这些都是控制权限高的用户监控中心统一调控站点的画面选择和切换，其他相关人员通过局域网进行资源共享，有通知值班人员操作实现的特殊要求等等；

在设备管理上，系统在按区域分层树状管理工作站的同时，提供增加、删除、修改监控工作站及其下属通道监控点的维护操作。

③ 多画面监测和轮巡情况

客户终端可同时监控一路、四路、八路或十六路前端影像，实时保存关键情况。点击某一路，实时监控就可以放大，还可以按照顺序依次切换特定时间间隔的画面，或者把所有的摄像机画面在一个镜框里轮转显示出来。可灵活设定切换间隔时间、调整画面间隔时间等等。

④ 录像与回放

监控终端可根据需要选择系统监控前端进行录像控制，然后智能快速地将回放记录的录像资料按时间、摄像机号、报警事件等条件进行检索，通过软件内置的播放器进行回放；系统管理员可以设定多个时间段，定时对多个监控前端的图像进行录像，可在图像监控系统服务器硬盘上保存报警自动录像，当探测器发生报警时自动录像，并预先设定录像时间速度进行调节。

红外安防监控系统技术分析

（1）图像处理 DDE 技术

红外探测器本身存在非均匀性坏元，在转换为人眼所能识别的图像之前，红外热图像需要经过三个基本步骤的预处理，即非均匀性校正、盲元补偿和图像增强，然后再进行宽动态压缩和图像增强等操作。红外探测器的非均匀性是一种普遍现象，其机理模型难以建立，不同类型、不同材料的红外探测器其缺陷产生机理也不尽相同，因此红外图像非均匀性的统一、完善的数学模型很难建立起来。然而，红外探测器的探测机制决定了人体在室温下的图像信号仅为整个动态范围的 3% ～ 5% 之间的红外图像信号的微弱特性，对目标造成的红外图像变化肉眼是难以察觉的。因此，在要求图像增强算法根据背景和目标特点实时智能调节的同时，还需要对红外图像进行增强，以适应人眼的视觉习惯。

红外热成像报警系统的性能通常以探测距离来衡量，但如何在理论探测距离内清楚地探测到动态范围较高的场景细节，对现实应用中的安防监控系统来说更为重要。DDE 技术（全称Digital Details Enhancement）是一种高级非线性图像处理算法，即数字图像处理细节增强。DDE 技术不等同于环境变化适应能力极强的细节增强算法，能轻松解决定位低对比度目标的高动态范围场景难题，将高动态范围图像中的细节保留并增强，以配合原始图像背景的动态总范围

（2）通信网络及计算机处理技术

通过电信通信网络实现即时的数据通信传输，实时通报和发布视频信息、北斗 /GPS 定位数据等监控数据和指令，再利用先进的计算机处理技术将监控管理系统整合为一个整体。从而为监控指挥中心提供了完整、实时的位置信息，同时还将目标状态的视频画面实时、直观地呈现在监控范围内，进一步建立起一套真正在大范围、全方位、实时、准确、高效地发挥作用的可视化、一体化的监控调度管理系统，使监控管理系统真正落到实处。

红外热成像监控设备正越来越多地应用于民用安防领域，从监控摄像机到防盗报警探测器，再到高端红外热成像仪，都需要不断改进和前沿的红外技术来支撑，只有不断地进行新的技术变革，红外技术在安防领域的集成化、数字化、无线化以及未来探测方式的复合化，才能完成红外技术在安防领域的完美呈现，提供更为有力的技术支持和保障。

编辑：黄飞