視頻監控熱成像技術(shù)在民用領(lǐng)域的應用

　　監控攝像機的熱成像技術(shù)在軍事領(lǐng)域得到廣泛應用之后，隨著(zhù)技術(shù)的日趨成熟，在成本大幅度下降后，民用市場(chǎng)也得到了廣泛的應用。在視頻監控領(lǐng)域，對于熱成像技術(shù)更是被業(yè)界一致認為將可廣泛應用于森防、消防等行業(yè)市場(chǎng)，前景廣闊。

　　熱成像原理、特性

　　熱成像技術(shù)是利用高于絕對溫度零下(-273℃)的物體都能輻射紅外線(xiàn)的原理來(lái)工作的。由于各種物體紅外線(xiàn)熱輻射強度不同，所以在無(wú)光條件下使人、動(dòng)物、場(chǎng)景的一切物體都能被清晰地觀(guān)察到。另外熱輻射波長(cháng)較長(cháng)一般在8-14μm，具有傳輸距離遠，不受薄霧、草叢等障礙物影響的特性，在一些氣候、環(huán)境較復雜的監控場(chǎng)所效果較好。其缺點(diǎn)是目前產(chǎn)品的價(jià)格還是相對高昂，與民用產(chǎn)品的價(jià)格差距較大。

　　熱成像發(fā)展歷程

　　首**用熱像儀是由一家名為AGA的公司于1958年開(kāi)發(fā)的，這家公司也就是今天的FLIRSystems。首臺商用熱像儀于1965年面世，用于檢查輸電線(xiàn)。直到1973年，才出現首款“便攜式”電池供電的紅外熱像儀。直到1997年，搭載非制冷式探測器的熱像儀，也就是所謂的微量熱型探測器，進(jìn)入了市場(chǎng)。微量熱型探測器的主要優(yōu)點(diǎn)之一在于其不帶活動(dòng)部件，因此不容易出現故障。此外，其生產(chǎn)價(jià)格也比較便宜，這使得熱成像能在民用行業(yè)有所突破。

　　國內熱成像產(chǎn)品及應用現狀

　　熱成像在國內已經(jīng)發(fā)展了幾十年，在應用方面，典型的行業(yè)主要集中在電力在線(xiàn)測溫、森林防火、人體測溫、水利、海島監控等等，這些行業(yè)專(zhuān)業(yè)性很強，特別適合于熱成像產(chǎn)品，其項目成本普遍很高，所在環(huán)境相對惡劣，項目施工難度大，維護成本高昂，爆發(fā)式發(fā)展的難度較大，因此這一細分領(lǐng)域市場(chǎng)競爭非常激烈。

　　總的來(lái)說(shuō)，在這些行業(yè)出現的熱成像產(chǎn)品各家技術(shù)水平、制作工藝等方面差距不大，主要體現在以下幾個(gè)方面。

　　首先，從探測器來(lái)說(shuō)，絕大多數廠(chǎng)商使用以FLIR為首的進(jìn)口探測器，主要從歐洲或美國進(jìn)口。但他們針對中國貿易時(shí)是以模組形態(tài)出口中國，并作出了種種限制。國內廠(chǎng)商拿來(lái)組裝成自有品牌，在二次開(kāi)發(fā)及制作工藝上受制于人。

　　其次，從產(chǎn)品功能來(lái)說(shuō)，主要分為監控型以及測溫預警型產(chǎn)品。監控型產(chǎn)品市場(chǎng)使用的比較普遍，主要基于廠(chǎng)商不需要深入二次開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品主要提供實(shí)時(shí)視頻圖像，開(kāi)發(fā)程度低.成本相對來(lái)說(shuō)較低。測溫預警型產(chǎn)品涉及測溫算法及校準工藝，開(kāi)發(fā)程度高，成本較高。由于進(jìn)口測溫型產(chǎn)品，供應商不提供測溫核心技術(shù)，需要國內廠(chǎng)商依據自身實(shí)力來(lái)進(jìn)行研究，困難較大，成本居高。

　　最后，從產(chǎn)品結構形態(tài)來(lái)說(shuō)，目前國內幾個(gè)典型應用如上面提到的電力在線(xiàn)測溫、森林防火、水利、海島監控等等，其產(chǎn)品結構需求量最大的還是云臺型產(chǎn)品，并且發(fā)明了國內特有的雙光譜結構，利用可見(jiàn)光設備來(lái)彌補熱成像細節不夠的短板。目前絕大部分廠(chǎng)家所提供的雙光譜設備都是以拼湊類(lèi)為主，內部各個(gè)部件，如熱成像攝像機、可見(jiàn)光攝像機、云臺、交換機等都出自不同廠(chǎng)家，其本身集成度非常差，設計上有明顯缺陷，導致雖是雙光譜，實(shí)際上也只是單純的拼合在一起，并不能形成良好的雙通道聯(lián)動(dòng)，體驗感普遍較差，行業(yè)應用也很窄。

　　隨著(zhù)熱成像國產(chǎn)探測器的慢慢崛起，加上已有眾多的大小廠(chǎng)商具備了生產(chǎn)熱像產(chǎn)品鏡頭、機芯模組的能力。一些做監控產(chǎn)品的龍頭廠(chǎng)商對熱成像也高度重視，已經(jīng)相繼推出基于非晶硅和氧化釩的探測器，效果上面已經(jīng)可以媲美國際領(lǐng)先企業(yè)，這些探測器一旦實(shí)現量產(chǎn)，將打破核心部件長(cháng)期被國外廠(chǎng)家壟斷的局面，使得熱成像整機價(jià)格快速下探，加上其強大的研發(fā)團隊，在產(chǎn)品整機結構上，首創(chuàng )推出單IP、單主控的雙光譜云臺、球機、筒機設備，真正實(shí)現了雙通道的深度融合，并嘗試將智能分析算法植入熱成像攝像機，定能催生新的應用和需求。熱成像光學(xué)鏡頭方面，幾家國內供應商在鏡頭批量生產(chǎn)工藝、光學(xué)材料的研究方面也有很大進(jìn)步，隨著(zhù)價(jià)格更低的光學(xué)材料進(jìn)入實(shí)際應用，熱成像產(chǎn)品廣泛進(jìn)入民用領(lǐng)域只是時(shí)間問(wèn)題。熱成像產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)一步逼近國際先進(jìn)水平相繼發(fā)力開(kāi)始打造出真正適合監控行業(yè)的產(chǎn)品。不過(guò)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的默契配合，還需要一些時(shí)間來(lái)培養。

　　熱成像在安防領(lǐng)域的現狀

　　在安防領(lǐng)域的應用，國內與海外市場(chǎng)還是存在較大的差距。海外市場(chǎng)經(jīng)過(guò)幾家如FLIR、安訊士等國際頂尖廠(chǎng)商的多年經(jīng)營(yíng)，已經(jīng)取得不小的成就，這從海外市場(chǎng)對熱成像監控產(chǎn)品的廣泛認可便可見(jiàn)一斑。在國外眾多機場(chǎng)、港口、重點(diǎn)商業(yè)場(chǎng)所、私人住所周邊都可以看到熱成像產(chǎn)品。從相關(guān)行業(yè)發(fā)展報告中可以看出，熱成像監控產(chǎn)品在整個(gè)熱像產(chǎn)品中的比率逐年增大，其年復合增長(cháng)率達到20%以上，是熱成像產(chǎn)品所有細分市場(chǎng)中增長(cháng)最快的。當然，這個(gè)數據并沒(méi)有像普通可見(jiàn)光監控的發(fā)展速度那樣激動(dòng)人心。

　　對比海外，在國內市場(chǎng)，總體上熱成像產(chǎn)品的發(fā)展速度較快，但還遠沒(méi)有達到爆發(fā)式增長(cháng)的模式。以國內幾家頂尖的熱成像設備廠(chǎng)商業(yè)績(jì)來(lái)看。這些年的發(fā)展始終處在一個(gè)不溫不火的階段，年銷(xiāo)售業(yè)績(jì)徘徊在幾個(gè)億的規模，而這里面的大部分銷(xiāo)售額要歸功于軍方采購，真正民用產(chǎn)品的銷(xiāo)售額實(shí)際并不是很多，用于安防監控行業(yè)的熱成像產(chǎn)品相對就更少了，如果要分析其中的原因大致集中在以下方面：一是國內客戶(hù)對熱成像還是缺乏基本的認識，許多客戶(hù)剛開(kāi)始時(shí)將熱成像的功能過(guò)分夸大，比如能夠穿透濃霧，穿墻等。并且國內少有公司能真正做好這方面的知識普及和有效果的引導工作，導致用戶(hù)對熱成像的接受度不夠。二是網(wǎng)絡(luò )高清監控正處在快速發(fā)展期。短短幾年時(shí)間內，高清網(wǎng)絡(luò )攝像機的價(jià)格從幾千跌落到幾百?？梢哉f(shuō)，高清網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品還遠沒(méi)有滿(mǎn)足現有市場(chǎng)的需求，其發(fā)展空間仍然很大。隨著(zhù)高清網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品智能化的不斷演進(jìn)，其產(chǎn)品仍可基本滿(mǎn)足客戶(hù)對于視頻監控不斷提升的要求，因此熱成像監控產(chǎn)品，在一段時(shí)間還會(huì )處于一個(gè)平穩發(fā)展階段，當客戶(hù)的需求不斷被現有產(chǎn)品滿(mǎn)足，進(jìn)而產(chǎn)生更高級的需求時(shí)，熱成像產(chǎn)品就有可能被更多的采用。三是目前熱成像的一些主要優(yōu)勢并沒(méi)有形成很明確的業(yè)務(wù)亮點(diǎn)，而僅僅解決了在光線(xiàn)不足情況下看得見(jiàn)的問(wèn)題。但由于其本身價(jià)格較高，導致用戶(hù)的心里預期也高，僅憑這一點(diǎn)是完全不夠的。在安防監控行業(yè)，監控最重要的目標還是“人”，以防人為最終目的，基于熱成像的自動(dòng)識別或者自動(dòng)探測報警等智能功能，會(huì )是進(jìn)入普通安防監控領(lǐng)域的敲門(mén)磚。最后，雖然近幾年國產(chǎn)探測器、機芯等核心部件有了快速的發(fā)展，圖像效果已不輸國外廠(chǎng)家，但也存在很大的局限性，需要國內公司加大研發(fā)力度進(jìn)行突破。這其中包含國產(chǎn)探測器芯片還沒(méi)有真正意義上的量產(chǎn)，且成品率過(guò)低，導致成本還是居高不下，意向用戶(hù)雖知道熱成像設備的諸多優(yōu)點(diǎn)，但迫于預算壓力，還是會(huì )選擇現有成熟且低廉的可見(jiàn)光方案?？偟膩?lái)說(shuō)，熱成像要打開(kāi)國內市場(chǎng)，需要一記組合拳，一方面需努力提升產(chǎn)品核心競爭力，降低成本，另一方面，需要加強產(chǎn)品的附加值，并且能夠真正解決客戶(hù)的實(shí)際問(wèn)題。

　　熱成像發(fā)展趨勢

　　以FLIR為首的第一梯隊熱成像廠(chǎng)家，其產(chǎn)品應用范圍幾乎涵蓋了所有我們能想到的行業(yè)，甚至擴展到了消費級，比如在2015年FLIR發(fā)布了能在智能手機上使用的熱成像相機，其野心可見(jiàn)一斑。對國內廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，在各個(gè)環(huán)節都屬于后來(lái)者，無(wú)論在核心技術(shù)，產(chǎn)品設計、穩定可靠性、及應用的理解上目前都落后于國外頂級廠(chǎng)家，在跟隨巨人腳步的同時(shí)，更應思考如何打出差異化，才能在激烈的競爭中占有一席之地。目前來(lái)看，有幾個(gè)方向可以突破，一個(gè)是雙光譜雙通道的高度融合、聯(lián)動(dòng)，目前市面上雙光譜的設備，無(wú)論是海外，還是國內廠(chǎng)家，其雙通道也只是普通的硬件堆疊，并沒(méi)有真正完成應用上的功能實(shí)現，雖偶有實(shí)現聯(lián)動(dòng)，但總體體驗感還是差強人意。另外，充分利用熱成像的特殊優(yōu)勢，推出更小巧更適合安防監控及國內用戶(hù)使用習慣的智能化設備，在人體智能探測、識別，周界等入侵防范類(lèi)應用中有所突破，真正做到智能“防人”的目的。相信隨著(zhù)?？低?/a>等傳統視頻監控巨頭廠(chǎng)家的不斷投入，發(fā)揮在可見(jiàn)光攝像機上圖像分析，智能算法等的優(yōu)勢，充分將其融合到熱成像相機上，定能產(chǎn)生不小的化學(xué)反應。