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短波红外如何应用于安防领域


时间:2018-03-27 编辑:扬舟
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在光谱中,900~2500nm波段之间的光谱范围被叫做短波红外波段。然而,由于大多数人眼的椎状细胞只对400~750nm波长区域的光敏感,所以超过这个波段或者短于这个波段的光,人眼都无法看到。由下图让大家看到红外波段下不一样的景观。

 

超越可见光的视觉

在上图中的可见光环境下,水、丙酮、三氯乙烯、异丙醇均为无色透明液体,很难分清谁是谁。但是在下图的短波红外波段下,各自便现了真身。

 

(表面看上去很好的苹果,本质上却有损坏的部分)

目前可见光相机在硅基芯片的帮助下,可以覆盖到400~900nm波段的光谱范围,有的甚至可以覆盖900~1050nm的近红外波段(NIR),但是高于1050nm波段的红外光谱,依旧需要使用其他的芯片材料比如铟镓砷(InGaAs),碲镉汞(MCT)或者锑化铟(IA)来制作相机芯片

大千世界中的各种物质,由于原子结构不用,所以材料在短波红外波段的反射特性不同。因此使用半导体制冷InGaAs相机,可以非常轻松从400~1700nm波段中,对图像的不同材料进行分辨,而这样的过程相比可见光波段来说容易的太多。

因为短波红外具有以下一些优点:

●高灵敏度

●高分辨率

●能在夜空辉光下观测

●昼夜成像

●隐蔽照明

●能看到隐蔽的激光器和信标

●无需低温制冷

●可采用常规的低成本可见光透镜

●尺寸小

●功率低

随着短波红外逐渐被大家所熟知,对其应用领域的关注度也在逐渐增加。短波红外到底能干什么,本期我们从介绍短波红外在安防领域中的一些应用开始,比如很关键的人脸识别。下期陆续介绍的是其在医疗和工业领域中的一种应用——液位与填充位置的检测。

应用大揭秘(一)安防

随着生物识别技术的不断发展,其在边境口岸,机场等出入点将发挥重要的作用,这意味着指纹和其他直接接触的手段将成为最终的个人标识符。

然而,由于现在的指纹数据库有效性不仅受制于数据库的大小,也受制于获得有效指纹的成功率。因此,目前大多数的识别都是通过使用面部识别和照片匹配完成报关。

短波红外成像的一个独特之处就是在各种环境下的人脸成像依然清晰。比如可以在低光照环境成像。如下图中的图像,左边为低光照人脸可见光图像,右边为同等条件下短波红外波段的图像,可以非常容易的看到人的样貌。

 

短波红外成像的另一个优势是可以透视有色眼镜。如下图中的图像,左边为佩戴墨镜的可见光成像,右边为同等条件下短波红外成像,可以很清楚的透过眼镜看到样貌。

 

(透视有色眼镜,左为红外光,右为可见光)

以上图片是1英寸  25mm 定焦 SWIR镜头   VHF25M-MP SWIR 拍摄

值得一提的是,现有的可见光人脸识别算法可以直接运用于短波红外人脸识别,无需作任何修改。前者的技术发展已经非常成熟。

关键词:短波红外成像 半导体 测试测量    浏览量:2304

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