opencv uvc热成像摄像头 热成像摄像头原理

热成像，从字面意义来看可以分为两块，热和成像。通俗来理解，就是利用物体热度来达到成像的目的。那么具体来说是怎样的呢？和普通摄像机又有什么区别呢？

热，一切高于绝对零度（-273.15℃）的物体都会向物体发出热辐射，热成像镜头通过捕捉这种热辐射，将热辐射转化成灰度值，再利用各个物体灰度值得差异完成成像。

物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变，波长介于0.75μm到1000μm间的电磁波称为“红外线”，而人类视觉可见的“可见光”介于0.4μm到0.75μm。

其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。红外线在地表传送时，会受到大气组成物质( 特别是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收，强度明显下降，仅在中波3μ~5μm及长波8~12μm的两个波段有较好的穿透率(Transmission)，通称大气窗口(Atmospheric window)，大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测，计算并显示物体的表面温度分布。此外，由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差，因此红外热成像检测是以测量物体表面的红外线辐射能量为主。[1]

成像，热成像的成像目前有两类，一类是制冷型红外，一类是非制冷型红外。

致冷型的热灵敏度高结构复杂一般用于军事用途而非致冷型灵敏度虽低于致冷型，但其性能已可以满足多数军事用途和几乎所有的民用领域。由于不需要配备制冷装置，因此非制冷红外热成像仪性价比致冷型的高。目前市面上也多是非制冷的热像仪。

热成像与普通相机的另外一大差异就在于镜头，红外热像仪镜头通常采用的是锗玻璃制成。这种玻璃的折射系数很高。只对红外光透明，而对可见光和紫外光不透明，所以能在很暗的环境下分别动植物，红外热像仪镜头相比普通相机的镜头中采用的普锗稀散金属元素，虽然自然界中的储量不算低，但是高浓度的锗提取难度非常大，因此锗镜头的生产成本较高，市场售价往往高于普通的相机镜头。

那么热成像摄像机在实际使用中有怎样的表现呢？

首先让我们看一看安防巨头海康威视热成像的宣传片

海康威视热成像宣传片https://www.zhihu.com/video/1080129021983019008

从宣传片中我们可以看到，热成像摄像机有三大常规应用：防火、防盗、测温。具体如何实现的就下篇文章给大家细说吧。

最后给大家看几张热成像拍的有趣的动图，用热成像记录相爱的过程：