紅外熱成像監(jiān)控系統(tǒng)的組成及相關(guān)技術(shù)分析

紅外&海洋海事

本文承接上篇關(guān)于目前紅外熱成像技術(shù)在周界防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用分類，進(jìn)一步講述周界防護(hù)細(xì)分領(lǐng)域(海洋海事監(jiān)控)中的具體應(yīng)用，以大立科技船載雙視取證系統(tǒng)為例，詳細(xì)介紹紅外熱成像監(jiān)控系統(tǒng)的組成及相關(guān)技術(shù)分析。

紅外技術(shù)在海洋海事監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用

由于我國(guó)重點(diǎn)水域面積廣闊，水域氣候變化無常，加上夜間是非法捕撈的多發(fā)時(shí)段，近年來破壞江河生態(tài)的違法采砂現(xiàn)象日益增多，河道污染問題日益突出。在圖像視頻監(jiān)控技術(shù)日趨成熟的今天，安防系統(tǒng)采用先進(jìn)的紅外熱成像，即可實(shí)現(xiàn)晝夜遠(yuǎn)距離環(huán)境下的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在配合通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，值班人員可遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)對(duì)違法現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行有效觀察取證。

紅外監(jiān)控系統(tǒng)組成及各部分功能特點(diǎn)

以大立船載雙視取證系統(tǒng)為例，紅外熱成像周界入侵報(bào)警系統(tǒng)可對(duì)入侵物體的特征或狀態(tài)進(jìn)行直觀、快速地了解，對(duì)靠近或即將靠近的物體提前對(duì)安檢人員進(jìn)行預(yù)警、提醒，有效防止不明人員侵入。

（1）船載雙視取證系統(tǒng)設(shè)備

① 被動(dòng)紅外熱像儀 + 可見光攝像機(jī)雙路輸出

它不僅具備穿透霧霾 ( 在夜間或惡劣環(huán)境下大范圍搜尋目標(biāo) ) 的功能，而且具備激光照明與可見光鏡頭自動(dòng)完成隨動(dòng)，無需手動(dòng)控制?？捎行У膶?duì)船舶細(xì)節(jié)進(jìn)行觀察取證。?

② 輪船搭載的云臺(tái)

設(shè)備采用全金屬，抗強(qiáng)風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、一體式專業(yè)防護(hù)罩、IP66 高防護(hù)等級(jí)，并支持角度信息回傳和角度控制功能。

（2）后端遠(yuǎn)程顯示平臺(tái)

① 遠(yuǎn)程圖像傳輸

該平臺(tái)具備有線/無線傳輸技術(shù)，可將現(xiàn)場(chǎng)多路H.264高質(zhì)量視頻信號(hào)實(shí)時(shí)向監(jiān)控室或其他監(jiān)控點(diǎn)反饋輸出視頻。設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP 傳輸協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路可將前端的視頻信號(hào)接入進(jìn)后端計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)后端實(shí)時(shí)顯示，滿足管理人員對(duì)視頻、音頻的監(jiān)控管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的需要。

② 管理功能

可分配不同的控制權(quán)限，控制權(quán)限高的用戶優(yōu)先，如控制云臺(tái)旋轉(zhuǎn)，選擇監(jiān)視區(qū)域?qū)ο蟮龋@些都是控制權(quán)限高的用戶監(jiān)控中心統(tǒng)一調(diào)控站點(diǎn)的畫面選擇和切換，其他相關(guān)人員通過局域網(wǎng)進(jìn)行資源共享，有通知值班人員操作實(shí)現(xiàn)的特殊要求等等；

在設(shè)備管理上，系統(tǒng)在按區(qū)域分層樹狀管理工作站的同時(shí)，提供增加、刪除、修改監(jiān)控工作站及其下屬通道監(jiān)控點(diǎn)的維護(hù)操作。

③ 多畫面監(jiān)測(cè)和輪巡情況

客戶終端可同時(shí)監(jiān)控一路、四路、八路或十六路前端影像，實(shí)時(shí)保存關(guān)鍵情況。點(diǎn)擊某一路，實(shí)時(shí)監(jiān)控就可以放大，還可以按照順序依次切換特定時(shí)間間隔的畫面，或者把所有的攝像機(jī)畫面在一個(gè)鏡框里輪轉(zhuǎn)顯示出來?？伸`活設(shè)定切換間隔時(shí)間、調(diào)整畫面間隔時(shí)間等等。

④ 錄像與回放

監(jiān)控終端可根據(jù)需要選擇系統(tǒng)監(jiān)控前端進(jìn)行錄像控制，然后智能快速地將回放記錄的錄像資料按時(shí)間、攝像機(jī)號(hào)、報(bào)警事件等條件進(jìn)行檢索，通過軟件內(nèi)置的播放器進(jìn)行回放；系統(tǒng)管理員可以設(shè)定多個(gè)時(shí)間段，定時(shí)對(duì)多個(gè)監(jiān)控前端的圖像進(jìn)行錄像，可在圖像監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器硬盤上保存報(bào)警自動(dòng)錄像，當(dāng)探測(cè)器發(fā)生報(bào)警時(shí)自動(dòng)錄像，并預(yù)先設(shè)定錄像時(shí)間速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

紅外安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)分析

（1）圖像處理 DDE 技術(shù)

紅外探測(cè)器本身存在非均勻性壞元，在轉(zhuǎn)換為人眼所能識(shí)別的圖像之前，紅外熱圖像需要經(jīng)過三個(gè)基本步驟的預(yù)處理，即非均勻性校正、盲元補(bǔ)償和圖像增強(qiáng)，然后再進(jìn)行寬動(dòng)態(tài)壓縮和圖像增強(qiáng)等操作。紅外探測(cè)器的非均勻性是一種普遍現(xiàn)象，其機(jī)理模型難以建立，不同類型、不同材料的紅外探測(cè)器其缺陷產(chǎn)生機(jī)理也不盡相同，因此紅外圖像非均勻性的統(tǒng)一、完善的數(shù)學(xué)模型很難建立起來。然而，紅外探測(cè)器的探測(cè)機(jī)制決定了人體在室溫下的圖像信號(hào)僅為整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍的 3% ～ 5% 之間的紅外圖像信號(hào)的微弱特性，對(duì)目標(biāo)造成的紅外圖像變化肉眼是難以察覺的。因此，在要求圖像增強(qiáng)算法根據(jù)背景和目標(biāo)特點(diǎn)實(shí)時(shí)智能調(diào)節(jié)的同時(shí)，還需要對(duì)紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)，以適應(yīng)人眼的視覺習(xí)慣。

紅外熱成像報(bào)警系統(tǒng)的性能通常以探測(cè)距離來衡量，但如何在理論探測(cè)距離內(nèi)清楚地探測(cè)到動(dòng)態(tài)范圍較高的場(chǎng)景細(xì)節(jié)，對(duì)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的安防監(jiān)控系統(tǒng)來說更為重要。DDE 技術(shù)（全稱Digital Details Enhancement）是一種高級(jí)非線性圖像處理算法，即數(shù)字圖像處理細(xì)節(jié)增強(qiáng)。DDE 技術(shù)不等同于環(huán)境變化適應(yīng)能力極強(qiáng)的細(xì)節(jié)增強(qiáng)算法，能輕松解決定位低對(duì)比度目標(biāo)的高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景難題，將高動(dòng)態(tài)范圍圖像中的細(xì)節(jié)保留并增強(qiáng)，以配合原始圖像背景的動(dòng)態(tài)總范圍

（2）通信網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)

通過電信通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)即時(shí)的數(shù)據(jù)通信傳輸，實(shí)時(shí)通報(bào)和發(fā)布視頻信息、北斗 /GPS 定位數(shù)據(jù)等監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和指令，再利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)將監(jiān)控管理系統(tǒng)整合為一個(gè)整體。從而為監(jiān)控指揮中心提供了完整、實(shí)時(shí)的位置信息，同時(shí)還將目標(biāo)狀態(tài)的視頻畫面實(shí)時(shí)、直觀地呈現(xiàn)在監(jiān)控范圍內(nèi)，進(jìn)一步建立起一套真正在大范圍、全方位、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效地發(fā)揮作用的可視化、一體化的監(jiān)控調(diào)度管理系統(tǒng)，使監(jiān)控管理系統(tǒng)真正落到實(shí)處。

紅外熱成像監(jiān)控設(shè)備正越來越多地應(yīng)用于民用安防領(lǐng)域，從監(jiān)控?cái)z像機(jī)到防盜報(bào)警探測(cè)器，再到高端紅外熱成像儀，都需要不斷改進(jìn)和前沿的紅外技術(shù)來支撐，只有不斷地進(jìn)行新的技術(shù)變革，紅外技術(shù)在安防領(lǐng)域的集成化、數(shù)字化、無線化以及未來探測(cè)方式的復(fù)合化，才能完成紅外技術(shù)在安防領(lǐng)域的完美呈現(xiàn)，提供更為有力的技術(shù)支持和保障。

編輯：黃飛

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