優(yōu)化熱成像機(jī)芯，實(shí)現(xiàn)清晰的溫度視覺(jué)化

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）由于黑體輻射的存在，任何物體都依據(jù)溫度的高低對(duì)外輻射。這一原理被利用發(fā)展出紅外熱成像儀器，熱成像通過(guò)紅外敏感CCD對(duì)物體進(jìn)行成像，能反映出物體表面的溫度分布圖，熱成像儀器的引入，打開(kāi)了溫度視覺(jué)的入口。

用紅外熱成像看到溫度

紅外熱成像本質(zhì)上是一種光電檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)物體熱輻射的紅外線特定波段信號(hào)，再通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換，將溫度這種平時(shí)只能感覺(jué)無(wú)法真實(shí)看到的物理量轉(zhuǎn)換成可供人類(lèi)視覺(jué)分辨的圖像和圖形。借助該技術(shù)，溫度也能夠可視化。

紅外熱成像技術(shù)在很多領(lǐng)域都有著深入的應(yīng)用，軍事、工業(yè)、汽車(chē)輔助駕駛、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等領(lǐng)域都有著熱成像很固定的場(chǎng)景。電子電路檢測(cè)中，也有很多需要用到熱成像儀的地方，如集成電路檢測(cè)、半導(dǎo)體材料缺陷檢測(cè)、芯片級(jí)微距檢測(cè)、電子電氣設(shè)備檢測(cè)等。

比如電路發(fā)生短路，電路板上肯定會(huì)有局部溫度過(guò)高的情況出現(xiàn)，斷路的話則會(huì)產(chǎn)生局部的溫度會(huì)比其他地方低的情況，所以利用這一點(diǎn)就很容易通過(guò)引入紅外熱像儀判斷電路的故障點(diǎn)。

材料缺陷檢測(cè)上，利用短波紅外光可以穿透半導(dǎo)體材料的特性，能夠?qū)Π雽?dǎo)體材料進(jìn)行相關(guān)檢查。電源設(shè)備也可以通過(guò)這種非接觸的紅外熱成像對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，并在不影響原有溫度場(chǎng)的情況下提供清晰的電源、開(kāi)關(guān)、散熱部分等部分的溫度場(chǎng)分布。

在汽車(chē)市場(chǎng)中，熱成像技術(shù)也在快速滲透。汽車(chē)想要實(shí)現(xiàn)高級(jí)別的輔助駕駛、自動(dòng)駕駛，前提是需要多種傳感器相互配合，也就是多傳感器融合概念。因?yàn)檐?chē)載紅外熱像儀探測(cè)的是物體表面輻射的紅外能量，在低照度、雨雪、霧霾、沙塵等場(chǎng)景條件下，依舊可以清晰成像，可有效彌補(bǔ)其他傳感器的不足，提升駕駛安全性。

優(yōu)秀的夜視能力和強(qiáng)大的衍射能力，讓紅外熱成像技術(shù)成為彌補(bǔ)其他3D類(lèi)感知缺陷的可靠補(bǔ)充。

機(jī)芯內(nèi)核、圖像算法、鏡頭控制缺一不可

熱成像儀的機(jī)芯是實(shí)現(xiàn)熱成像技術(shù)的前提，機(jī)芯是一個(gè)集成的存在，既需要高性能的紅外探測(cè)器芯片，也需要優(yōu)秀的圖像算法和靈活的鏡頭控制技術(shù)來(lái)提供支持。

芯片層面目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)非常成熟，國(guó)內(nèi)的非制冷紅外探測(cè)芯片，不論是氧化釩（VOx）路線還是非晶硅（α-Si）路線，都有代表性的例子。民用領(lǐng)域，可以說(shuō)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，技術(shù)水平也是穩(wěn)居國(guó)際第一梯隊(duì)。

算法優(yōu)化，是成像中非常重要的環(huán)節(jié)。雖然現(xiàn)在的非制冷紅外探測(cè)芯片像元間距已經(jīng)做得越來(lái)越小，但是不經(jīng)過(guò)算法優(yōu)化并不能適配更重應(yīng)用場(chǎng)景。如艾睿光電近期新發(fā)布的紅外熱成像機(jī)芯升級(jí)了全新一代Matrix?Ⅳ圖像算法后，能夠針對(duì)森林、海面、天空、雨霧天氣等特殊場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化，紅外圖像的清晰度、銳利度有了進(jìn)一步提高。

鏡頭控制同樣能夠?yàn)榍逦上裉峁┲?，鏡頭控制技術(shù)配合連續(xù)變焦鏡頭，聚焦問(wèn)題得到解決，滿足目標(biāo)跟蹤及聯(lián)動(dòng)放大等應(yīng)用場(chǎng)景下圖像全程清晰，減少不必要的聚焦動(dòng)作。

小結(jié)

目前熱成像技術(shù)在民用市場(chǎng)仍有較多值得探索的應(yīng)用空間，較大面陣芯片在安防監(jiān)控、汽車(chē)自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域市場(chǎng)空間不小，小面陣芯片則更多地應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)、安防、消防等領(lǐng)域，隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展同樣該市場(chǎng)也有著可預(yù)期的增長(zhǎng)。