红外热像仪和视频报警系统在安防领域的应用一、系统概述随着技术进步，视频监控系统已经在国家公共安全防范的各个领域中开始了广泛使用，这使得人民的安全环境在很大程度上得到了提高。
现在的视频监控系统主要采用的是可见光摄像机和人工监视、录像相结合的方式进行日常的安全防护。
但由于可见光摄像机在恶劣天气或照度较低的条件下，很难滤除干扰得到有用的视频图像，因此使得整个安全防范系统在夜间或恶劣天气条件下的防范能力大打折扣。
而且现在的视频监控系统必须由安保一、系统概述随着技术进步，视频监控系统已经在国家公共安全防范的各个领域中开始了广泛使用，这使得人民的安全环境在很大程度上得到了提高。
现在的视频监控系统主要采用的是可见光摄像机和人工监视、录像相结合的方式进行日常的安全防护。
但由于可见光摄像机在恶劣天气或照度较低的条件下，很难滤除干扰得到有用的视频图像，因此使得整个安全防范系统在夜间或恶劣天气条件下的防范能力大打折扣。
而且现在的视频监控系统必须由安保人员对视频画面进行24小时不间断的监视、人为对视频图像进行分析报警，否则系统就起不到实时报警的功能只能起到事发后取证的作用。
因此整体来说，现在的视频监控系统还处于在半天时、半天候和半自动状态。
因此如何提高在“夜黑风高”的案件高发时间段的自动报警防范能力，就成为了国家公共安全防范领域内急需解决的重要问题之一。
红外热像仪及视频报警系统，是基于非制冷红外热像仪或可见光摄像机等硬件系统，采用红外/可见光复合成像、视频图像处理及自动行为分析报警等相关软件与之结合，将现有视频监控系统的良好天气下的人工监视、事后取证功能，提升为全天候条件下的免人为看护、电脑自动实时报警功能。
系统可在夜间或者恶劣天气条件下（如大雨、大雾等）工作，不仅能节省大量的人力，同时可实现全天时全天候实时报警。
不仅弥补了现有视频监控系统的不足，而且提升了安防系统的自动识别、自动报警等相关自动化程度，具有非常重要的社会作用，具有广阔的市场。
1、非制冷红外热像仪硬件系统红外热像仪是一种用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的高科技产品，其核心器件和技术主要为焦平面探测器、后续电路、图像处理软件等三部分。
焦平面探测器用于感知目标物体的温度分布，并转换为微弱的电信号；后续电路将微弱的电信号进行电子学放大和逻辑处理，从而能够清楚地采集到目标物体温度分布情况；图像处理软件则对上述放大后的输出电信号进行处理，呈现为目标物体温度分布的可见光像。
根据红外热像仪中的核心部分——探测器的工作方式不同，红外热像仪可以分为制冷型红外热像仪和非制冷型红外热像仪。
2、视频报警系统视频报警系统是以数字化、网络化视频监控为基础，基于计算机视觉技术对监控场景的视频图像内容进行分析，提取场景中的关键信息，并形成相应事件和报警的监控方式，是新一代基于视频内容分析的监控报警系统。
它能对视频图像中的目标进行自动监测、识别、跟踪和分析，并通过电脑程序的自动筛选，过滤掉大量用户不关心的视频监控录像。
通过分析、理解视频画面中的内容，为用户提供对监控和报警有用的关键信息。
由此可见，视频报警分析技术改变了传统视频监控的被动接受感受模式，变被动为主动地对监控现场的视频录像进行实时地分析。
在本项目中，视频监控系统主要具备非法闯入报警功能、逆向行驶（行走）报警功能、遗留物报警功能、徘徊报警功能与红外与可见光图像融合、图像增强、图像去抖动、目标的锁定与跟踪功能。
二、技术先进性分析以前，红外探测器由于成本和使用条件等多方面因素，应用于安防工程的成熟案例是少之又少，但随着红外成像技术的不断发展，非制冷红外探测器的成本不断降低，使之应用于安防和监控工程成为可能。
而可见光摄像机和红外摄像机复合应用，又可为自动报警设备提供更加信息丰富的图像，更有利于报警功能的完善。
此外，红外热成像技术有着自身独有的优势：1）被动式的非接触的检测与识别，隐蔽性好。
2）不受电磁干扰，能远距离精确跟踪热目标，精确制导。
3）真正做到24小时全天候监控。
4）探测能力强，作用距离远。
5）采用多种显示方式，帮助人类勘测不能感知的物体能量。
6）直观地显示物体表面的温度场，不受强光的影响，应用广泛。
视频报警系统是安防技术发展的必然，这与它显著的优势是分不开的：1）24×7全天候可靠监控视频报警系统彻底改变了以往完全由安全工作人员对监控画面进行监视和分析的模式，它通过嵌入在前端设备中的智能视频模块对所监控的画面进行不间断分析，并采用智能算法与用户定义的安全模型进行对比，一旦发现安全威胁立刻向监控中心报警。
2）提高报警精确度视频报警系统能够有效提高报警精确度，大大降低误报和漏报现象，减少无用数据量。
视频报警系统的前端设备集成了强大的图像处理能力，并运行高级智能算法，使用户可以更加精确地定义安全威胁的特征。
3）提高响应速度视频报警系统拥有比普通网络视频监控系统更加强大的智能特性，它能够识别可疑活动（例如有人在公共场所遗留了可疑物体，或者有人在敏感区域徘徊等），在安全威胁发生之前就能够提示安全人员关注相关监控画面，使安全部门有足够的时间为潜在的威胁做好准备工作，还可以使用户更加确切的定义在特定的安全威胁出现时应当采取的动作，并由监控系统本身来确保危机处理步骤能够按照预定的计划精确执行，有效防止在混乱中由于人为因素而造成的延误。
4）有效利用和扩展视频资源的用途对事件和画面经过了智能分析和过滤，仅保留和记录了有用的信息，使得对事件的分析更为有效和直接，同时可利用这些视频资源在非安全领域进行更高层次的分析，如智能视频系统还可以帮助零售店的老板统计当天光顾的客户数量，用以分析销售情况等。
三、产品使用范围随着人民对安全环境要求的提高和国内反恐局势的需要，红外热像仪和视频报警系统已开始广泛应用于军品和民品两个领域。
1、军用领域需求范围在军事领域，非制冷红外探测和视频分析报警技术已经广泛应用到了红外监视、警戒、探测、侦查、跟踪和瞄准的各个领域，尤其是在导弹红外寻的器、单兵武器红外枪瞄、便携式导弹瞄准具、单兵红外夜视仪等方面国内外已经形成了批产。
在头盔夜视仪、监视员视觉增强器和大型军用光电系统中的应用已经全面展开。
21世纪初，非制冷红外热成像和视频分析报警技术还被应用到无人侦察机和微型航空器照相，或侦查探测的一次性传感器上。
而且由于非制冷红外热成像系统的独特技术优势，随着其技术的不断进步，目前的高灵敏度制冷型红外热成像设备必将逐渐被非制冷设备所取代。
2、民用领域需求范围随着非制冷红外技术的发展，红外热像仪在民用领域得到了广泛的应用，而且正展现出更为广阔的市场需求，未来市场空间将超过军用需求。
我国红外热像仪还处于起步阶段，发展空间巨大,在以下领域将会有广泛应用：1) 用于公安系统的刑事侦察、社会治安监控、监狱的防范；2) 用于消防系统的火灾预警或灾害救援；3) 用于重点要害部门的周界防范；4) 用于机场等特殊场所的安全防范；5) 用于边境的越境防范、缉私；6) 用于无人飞行器的视频侦查、分析；7) 用于金融、商业系统的安全防范；8) 用于飞机起降、船舶导航、车辆驾驶等的视觉增强器；9) 微型飞行器和机器人视觉以及机器人搜索救援；10) 电力传输线、发电与变电设备、电力设备、化工成套设备等非接触热故障诊断；11) 在医疗监测与疾病方面可用于病情诊断；12) 在电子组件、印刷电路板发热研究和检测；四、产品研发总目标本套产品的研究总目标是：结合红外热成像技术、视频分析技术和通讯技术研发生产出集非制冷红外热成像仪和视频报警软件为一体的多种安全防范系统，本系统可应用在边防、缉私、消防、电力、反恐、灾害救助等军、民领域，并形成如下产品：根据研制总目标，所列产品均可分为视频输入设备、视频处理设备和视频传输设备三部分。
由视频输入设备采集的实时视频图像，通过视频传输设备将视频图像传输至视频处理设备中，视频处理设备按照预置的报警策略或视频处理方式，对图像进行分析处理，而达到安防、侦察、视频诊断等目的。
视频输入设备包括非制冷红外热成像仪和可见光摄像机，其中可见光摄像机是外购成品，而非制冷红外热成像仪由项目组对现有设备进行改造、研发，以适应不同场合的使用需要；视频处理设备由项目组自主开发而成，能够实现安防报警、火灾报警、视频融合和稳像等功能；视频传输设备主要应用成熟的光纤、网络等设备，在该基础上进行系统适应性改造。
综上所述，安全防范系统主要研制内容为非制冷红外热成像仪和视频处理设备。
非制冷红外热成像仪非制冷红外热成像仪是通过非制冷红外CCD芯片探测红外能量，并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像的探测设备。
红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，使观测者不仅能够观察热图像，还能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。
硬件设备应具有不需制冷，功耗小、重量轻、小型化、启动快、使用方便、灵活、成本低等特点。
非制冷红外CCD芯片在国内还未有能够成熟使用与安防等系统的芯片，所以对于非制冷红外热成像仪主要研究其后处理电路、系列镜头、环境适应性和测试方法。
针对研究内容，拟形成三种六型非制冷红外热成像仪。
视频处理设备视频处理设备通过应用各种视频处理算法，实现各种安防报警，一旦侦测到违反相关设定的安全问题，就会通过屏幕和声音报警，同时将报警信息进行记录以供日后查询。
其主要功能包括非法闯入报警功能、逆向行驶（行走）报警功能、遗留物报警功能、徘徊报警功能、红外与可见光图像融合、图像增强、图像去抖动和目标的锁定与跟踪功能。
设备构架可分为基本PC平台软件和嵌入式平台系统两种方式。
基本PC平台软件是可以运行于PC机或服务器的软件产品，所以又分为单机版视频处理软件和网络版视频处理软件（服务器和客户端）。
单机版视频处理软件适用于单一设备的视频处理或单一地点的视频监控，网络版视频处理软件适用于多点、多区域视频监控。
该系统构架具有开发速度快、平台应用广、通用性好、易于安装的特点，但若想达到实时处理的目标，则存在对运行软件的服务器或PC机配置要求较高，且整体系统资源利用率不高的缺点。
而且对于市场销售来说，该构架不利于知识产权保护，遭受侵权的可能性较大。
嵌入式平台系统是在嵌入式平台上运行视频处理算法，对多路视频图像实时进行视频分析和报警工作，并最终将处理好的报警信息传输至客户端软件的系统平台。
客户端软件运行于PC机上，实时显示各路图像，当嵌入式报警装置发送报警信号后，按照预设模式，显示报警信息，对报警信息进行记录、报警视频进行存储，实现人机交互。
该系统构架可分为小型嵌入式视频处理系统和网络嵌入式视频处理系统。
小型嵌入式视频处理系统适用于便携侦察、单路处理、机器人视觉等多种用途。