1、基于Kinect的人体识别方法研究与应用
人体行为识别是一个新兴的研究领域，其涉及到图像处理、模式识别、人工智能等多门学科,并在智能监控、人机交互、智能机器人、虚拟现实和运动分析等领域有着广泛的应用。微软的kinect是一款互动体感设备，不仅提供了一体化的语音、画面输入及处理，而且具备了人机互动功能，使用户体验得以大幅度提升。
在了解Kinect基本构造和性能的基础上，通过使用微软的Kinect体感设备，围绕小范围空间内的人体行为识别问题，重点研究Kinect平台下的行为识别方法，设计基于Kinect的实验系统作为研究平台，并应用于教学辅助工具中，提高学习的学习效率和教与学的互动性。
要求完成的主要任务：
（1）调研和查阅相关文献，了解人体识别方法的发展现状，学习人体识别方法的相关理论；
（2）了解Kincect 开发架构、Kinect基本构造和性能，探讨利用Kinect for Windows SDK （或PrimeSense 的OpenNI）提供的软件库与应用程序进行交互的可行性；
（3）通过使用微软的Kinect体感设备，围绕小范围空间内的人体行为识别问题，研究Kinect平台下的行为识别方法，设计基于Kinect的实验系统作为研究平台；
（4）学习C#编程语言和https://www.doczj.com/doc/036017182.html,平台，在https://www.doczj.com/doc/036017182.html,开发平台下，开发基于Kinect的教学辅助工具；
（5）完成外文翻译，不少于2万印刷符；
（6）撰写毕业论文（不少于15000字）及200字以上的摘要。参考文献12篇以上，其中外文文献不少于3篇。
时间进度安排：
1-3周：查阅参考文献、资料；外文文献翻译；撰写开题报告；
4-8周：了解Kincect 开发架构、Kinect基本构造和性能，利用Kinect for Windows SDK（或
PrimeSense 的OpenNI）提供的软件库与应用程序进行交互；研究Kinect平台下的
行为识别方法，设计基于Kinect的实验系统作为研究平台；
9-12周：学习C#编程语言和https://www.doczj.com/doc/036017182.html,平台，在https://www.doczj.com/doc/036017182.html,开发平台下，开发基于Kinect的教学
辅助工具；
13-14周：撰写毕业论文；
15周：提交毕业论文，PPT; 准备答辩。
推荐参考资料：
[1]https://www.doczj.com/doc/036017182.html,/
[2]Kinect for Windows SDK开发入门，
[3]https://www.doczj.com/doc/036017182.html,/yangecnu/archive/2012/03/30/2425766.html
[4]陈静等，基于Kinect 的体感技术在教学领域中的应用，第5届教育教学改革与管理
工程学术年会论文集，2012年
[5]钱鹤庆，应用Kinect与手势识别的增强现实教育辅助系统，上海交通大学硕士学位论
文，2011,12
[6]韩旭，应用Kinect的人体行为识别方法研究与系统设计，山东大学硕士学位论文，
2013,5
2、Kinect体感交互技术及其在残疾人家庭康复中的应用
将Kinect的体感交互技术引入到虚拟现实领域正是人机交互方式变革的又一个起点，使得体感交互技术被誉为继鼠标和多点触摸技术之后的“第三次人机交互革命的原点”。
在研究Kinect体感交互技术基础上，探讨利用Kinect for Windows SDK（或PrimeSense 的OpenNI）提供的软件库与应用程序进行交互的可行性，研究基于Kinect体感交互技术的运动障碍和认知障碍患者医疗康复训练的关键技术。将该研究成果应用于康复医院、社区医疗机构及家庭的医疗康复临床实践，对患者的早日顺利康复将起到十分重要的作用。
要求完成的主要任务：
（1）调研和查阅相关文献，了解体感交互技术的发展现状，学习体感交互方法的相关理论；
（2）了解Kincect 开发架构、Kinect基本构造和性能，利用Kinect for Windows SDK（或PrimeSense 的OpenNI）提供的软件库与应用程序进行交互；
（3）研究基于Kinect体感交互技术的运动障碍和认知障碍患者医疗康复训练的关键技术；
（4）学习C#编程语言和https://www.doczj.com/doc/036017182.html,平台，在https://www.doczj.com/doc/036017182.html,开发平台下，开发基于Kinect的残疾人家庭康复辅助工具；
（5）完成外文翻译，不少于2万印刷符；
（6）撰写毕业论文（不少于15000字）及200字以上的摘要。参考文献12篇以上，其中外文文献不少于3篇。
时间进度安排：
1-3周：查阅参考文献、资料；外文文献翻译；撰写开题报告；
4-8周：了解Kincect 开发架构、Kinect基本构造和性能，利用Kinect for Windows SDK（或PrimeSense 的OpenNI）提供的软件库与应用程序进行交互；研究Kinect平台下的体感交互技术，设计基于Kinect的实验系统作为研究平台；
9-12周：学习C#编程语言和https://www.doczj.com/doc/036017182.html,平台，在https://www.doczj.com/doc/036017182.html,开发平台下，开发基于Kinect的残疾人家庭康复辅助工具；
13-14周：撰写毕业论文；
15周：提交毕业论文，PPT; 准备答辩。
推荐参考资料：
[1]https://www.doczj.com/doc/036017182.html,/
[2]Kinect for Windows SDK开发入门，
[3]https://www.doczj.com/doc/036017182.html,/yangecnu/archive/2012/03/30/2425766.html
[4]丁晨等，Kinect体感交互技术及其在医疗康复领域的应用，2013,19（2）
[5]黄康泉等，Kinect 在视频会议系统中的应用，广西大学学报（自然科学版），2011,36
（10）
[6]韩旭，应用Kinect的人体行为识别方法研究与系统设计，山东大学硕士学位论文，2013
3、Kinect体感技术在人机交互中的应用研究
了解了人机交互技术尤其是可以实现高效人机交互的Kinect体感技术的发展方向，并以此为研究基础，综述了Kinect体感技术的理论基础和国内外应用现状，讨论了其广泛应用需要解决的技术难题，展望了其在人机交互领域的应用前景，
4.面向老年人的人机交互效应通道及界面设计
二、题目简介
随着社会的老龄化和人民生活水平的日益提高，老年人的生活状况更加受到全社会的
关注。
本课题将分析老年人的智力、记忆、视觉、运动执行功能等方面的认知水平，以
及老年人认知能力变化对人机交互设计的影响；在研究视觉、语音等简单、自然人
机交互方式的交互特点的基础上，探讨基于视觉、语音效应通道的简单、自然人机
交互方式的多通道用户界面，适合有一定认知障碍的老年人使用。
三、进度安排
1-3周：查阅参考文献、资料；外文文献翻译；撰写并提交开题报告；
2014-03-01至2014-03-31：上传开题报告；
4-9周：了解老年人认知能力变化，及其对人机交互设计的影响；学习C#编程和开发
技术；
10-13周：设计基于视觉、语音效应通道的简单、自然人机交互方式的多通道用户界
面，开发关键功能模块；
14-15周：撰写毕业论文；
2014-04-01至2014-05-31：提交毕业论文
16周：准备答辩。
四、设计内容和任务
（1）调研和查阅相关文献，了解老年人服务的发展现状，学习人机交互设计的相关
理论；
（2）设计基于视觉、语音效应通道的简单、自然人机交互方式的多通道用户界面；（4）学习C++编程语言和https://www.doczj.com/doc/036017182.html,平台，开发关键功能模块；
（5）完成外文翻译，不少于2万印刷符；
（6）撰写毕业论文（不少于15000字）及200字以上的摘要。参考文献12篇以上，其中外文文献不少于3篇。
五、必读参考文献
[1]张洪兵等，适合老年人认知能力变化的人机交互效应通道及界面设计，人类工效学
，2013，1
[2]赵其杰，服务机器人多通道人机交互感知反馈工作机制及关键技术，上海大学博士
学位论文，2005
红外热成像摄象机在智能视频监控中的应用与发展 一、引言 1672年，牛顿使用分光棱镜把太阳光（白光）分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光，证实了太阳光（白光）是由各种颜色的光复合而成。1800年，英国物理学家 F. W. 赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，偶然发现放在光带红光外的一支温度计，比其他色光温度的指示数值高。经过反复试验，这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布:太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。这种红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78～1000μm的电磁波。其中波长为0.78 ～1.5μm 的部分称为近红外，波长为1.5 ～10μm的部分称为中红外，波长为10～1000μm的部分称为远红外线。而波长为2.0 ～1000μm的部分，也称为热红外线。 红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。这种红外线辐射是，基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量。分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大;反之，辐射的能量愈小。 在自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。同一目标的热图像和可见光图像不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布的图像。或者可以说，它是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，而是变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。运用这一方法，便能实现对目标进行远距离热状态图像成像和测温，并可进行智能分析判断。 众所周知，海湾战争已成为展示高科技武器使用先进技术的平台。在这些新科技中，红外热成像技术就是其中最为闪亮的高科技技术之一。红外热成像技术(Infrared thermal imaging technology)是利用各种探测器来接收物体发出的红外辐射，再进行光电信息处理，最后以数字、信号、图像等方式显示出来，并加以利用的探知、观察和研究各种物体的一门综合性技术。它涉及光学系统设计、器件物理、材料制备、微机械加工、信号处理与显示、封装与组装等一系列专门技术。该技术除主要应用在黑夜或浓厚幕云雾中探测对方的目标，探测伪装
红外技术的发展现状与发展趋势 第一部分红外技术的发展及主要应用领域 红外技术的发展 1800年，英国天文学家F.W.赫歇耳利用水银温度计来研究太阳光的能量分布发现了红外辐射，从那时起，人们就致力于研究各种红外探测器以便更好地研究和探测红外辐射。在红外探测器发展中，以下事件具有重要意义： 上世纪70年代，热成像系统和电荷耦合器件被成功地应用。 上世纪末以焦面阵列（FPA）为代表的红外器件被成功地应用。 红外技术的核心是红外探测器。 红外探测器 单元红外探测器：如InSb（锑化铟）、HgCdTe（碲镉汞）、非本征硅，以及热电等探测器。 线列：以60元、120元、180元和256元等，可以拼接到1024元甚至更多元。 4N系列扫描型焦平面阵列：如211所的研制生产的4x288。 凝视型焦平面阵列(IRFPA)： 致冷型256x256、320x240、384x288，更大规模的如640x512，1024×1024和1280×720 元阵列也已有了； 非致冷型160×120、320x240已广泛应用于各个行业中，384x288、640x480也已开始应用。 红外探测器按其特点可分为四代： 第一代（1970s－80s）：主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像； 第二代（1990s－2000s）：是以4x288为代表的扫描型焦平面； 第三代：凝视型焦平面； 第四代：目前正在发展的以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型为主要特点的系统芯片，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段探测与识别能力。 目前非制冷焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微辐射热计，根据使用的热敏电阻材料的不同可以分为氧化钒探测器和非晶硅探测器两种。 非制冷焦平面阵列探测器的发展，其性能可以满足部分的军事用途和几乎所有的民用领域，真正实现了小型化、低价格和高可靠性，成为红外探测成像领域中极具前途和市场潜力的发展方向。 氧化钒技术由美国的Honeywell公司在九十年代初研发成功，目前其专利授权BAE、L-3/IR、 FLIR-INDIGO、DRS、以及日本NEC、以色列SCD等几家公司生产。非晶硅技术主要由法国的 CEA/LETI/LIR实验室在九十年代末研发成功，目前主要由法国的SOFRADIR和ULIS公司生产。 目前世界上只有美国、法国、日本、以色列四个国家拥有非制冷焦平面探测器产业化生产的能力，其核心技术仅有美国和法国两个国家掌握，日本和以色列则由美国取得技术许可，在其国内生产和有限制地使用。对我国的出口则设置了更多严格的限制，如大家遇到的帧频限制。
红外技术应用及发展前景
目录 一、摘要 (2) 二、红外技术的起源与发展 (3) 三、红外技术的应用 (4) 1、红外热像仪 (4) 2、红外光谱仪 (4) 3、红外传感器 (5) 四、红外技术的发展前景 (5) 1．红外技术的发展及主要应用领域 (5) 2．红外技术产业的主要领域方向 (6) 五、对红外技术课堂的意见及建议 (7)
摘要 红外技术的英文名称是：Infrared Technique。红外技术的内容包含四个主要部分，红外辐射的性质，红外元件、部件的研制、把各种红外元、部件构成系统的光学、电子学和精密机械、红外技术在军事上和国民经济中的应用。 红外技术发展的先导是红外探测器的发展。60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展，促使出现新的探测器件和新的辐射传输方式，推动红外技术向更先进的方向发展。 红外应用产品种类繁多，应用广泛。红外线自1800年被发现以来，人们对她的研究从来没有停止过，目前已经开发出了众多的应用产品，从医疗、检测、航空到军事等领域，几乎处处都能看到红外的身影。本文选择了红外热像、红外通讯、红外光谱仪、红外传感器等几个比较大的产品领域做介绍。红外技术的发展前景十分的广阔，在军用和民用领域都有着极其广阔的应用。按应用领域可分为：安防领域、消防领域、电力领域、企业制程控制领域、医疗领域、建筑领域、遥感领域等。 最后，提出对这门课程的意见及建议。我认为每节课都应有具体的任务，明确的目的和要求，每节课都给学生留有思考的空间。课堂教学的形式是多样的，教学形式是实现教学目的一种手段，是为课堂教学服务的。 关键字：红外辐射外探测器红外线
红外成像技术的发展及应用 热成像仪是从对红外线敏感的光敏元件上发展而来，但是光敏元件只能判断有没有红外线，无法呈现出图像。在第二次世界大战中交战各国对热成像仪的军事用途表现出了兴趣，对其进行了零星的研究和小规模应用,1943年美国就与RNO合作生产了一款代号M12的机型，其功能和外观已经能看出热成像仪的雏形，这应该算是最找的一款热成像仪，算是热成像仪的鼻祖。 1952年，一款非常重要的材料研-锑化铟被开发出来，这种新的半导体材料促进了红外线热成像仪的进一步发展。不久之后，德州仪器和RNO公司联合开发出了具有实用价值的前视红外线（Forward looking infrared）热成像仪。这一系统采用的是单原件感光，利用机械装置控制镜片转动，将光线反射到感光元件上。 随着碲镉汞材料制造工艺的成熟，在军事领域大规模采用热成像仪成为了可能。60年代之后出现了由60或更多的感光元件组成的线性整列，美国的RNO公司将热成像仪的应用拓展至民用领域发展。然而由于最初采用的是非制冷感光元件，制冷部件加上机械扫描机构使得整个系统非常庞大。 等到CCD技术成熟之后，焦平面阵列式热成像仪取代了机械扫描式热成像仪。至80年代半导体制冷技术取代了液氮、压缩机制冷之后开始出现了便携、手持的热成像仪。90年代之后,RNO公司又开发
出了基于非晶硅的非制冷红外焦平面阵列，进一步降低了热成像仪的生产成本。 红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78~1000微米的电磁波。其中波长为2~1000微米的部分称为热红外线。 目标的热图像和目标的可见光图像不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是表面温度分布图像。红外热成像使人眼不能直接看到表面温度分布，变成可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。所有温度在绝对零度(-273)℃以上的物体，都会不停地发出热红外线。红外线(或热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射，它还具有两个重要的特性：(1)物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无需接触的温度测量和热状态分析，从而为工业生产，节约能源，保护环境等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。(2) 大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。由于这个特点，热红外成像技术在军事上提供了先进的夜视装备，并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在现代战争中发挥了非常重要的作用。 全球红外热像仪市场发展具有广阔的前景并呈现良好的发展趋势。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
全球红外热像仪市场发展前景与趋势 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。 红外热像仪具有很高的军事应用价值和民用价值。在军事上，红外热像仪可应用于军事夜视侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域；在民用方面，红外热像仪可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程监控、自动测试、减灾防灾等诸多方面。 一、红外热像仪行业发展概况 红外热像仪行业是一个发展前景非常广阔的新兴高科技产业，红外热像仪广泛应用于军民两个领域。在现代战争条件下，红外热像仪已在卫星、导弹、飞机等军事武器上获得了广泛的应用；同时，随着非制冷红外热成像技术的发展，尤其是随着产业化过程中生产成本的大幅度降低，红外热像仪已在电力、消防、工业、医疗、安防等国民经济的各个部门得到了非常广泛的应用。近几年来，红外热像仪行业的发展呈现出以下特点： （1）国际红外热像仪行业正迎来一个快速发展期 红外热像仪行业的发展始于美国，最开始应用于军事领域，随着非制冷红外技术的发展，红外热像仪行业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。根据美国Maxtech International2005年发布的红外市场报告，2004年全球民用红外热像仪及系统产量约为5万台；而2006年，仅FILR公司就取得了汽车行业中的宝马公司为其新款7 系列轿车配备红外热像仪的订单，并获得了美国政府35万台的出口许可申请。随着红外热像仪在消防、电力、建筑等行业应用的推广，国际民用红外热像仪行业将迎来市场需求的快速增长期。 2006年，全球民用红外热像仪的销售额为16.3亿美元，同比增长17.35%，呈现出较快的增长态势，红外热像仪销售额的快速增长主要来源于新应用领域的不断扩大。 （2）中国红外热像仪行业的发展空间巨大 随着中国经济、社会的快速发展，中国红外热像仪行业具有巨大的发展空间。 ①军队现代化建设需要大量的红外热像仪 在发达国家，红外热像仪已配置在陆军、空军、海军等各个军种中，海湾战争中平均每个美国士兵配备1.7具红外热像仪。与发达国家相比，目前我国军队中红外热像仪应用的相对较少，按照我国政府发布的《2006年中国的国防》白皮书，我国军队的人员数量为230万人，如果未来我军10%的部队装备红外热像仪，则我国军用红外热像仪市场容量就可达到23万套，以每套10万元（目前大部份军用红外热像仪实际售价远超过10万元）来计算，其市场远景需求量可达230亿元。 ②从长期来看，民用领域的潜在市场需求很大 红外热像仪广泛应用于消防、电力、建筑、安防等民用领域，我国红外热像仪在这些行业的应用还处于起步阶段，发展空间巨大。 消防领域是世界上发达国家红外热像仪最大的民用市场，由于红外成像的透烟雾及测温特性，因此，红外热像仪可应用于消防的火场救生和检测设备。据统计，目前全球有大约500万消防人员，如果每辆消防车辆配备一台热像仪，市场总量将达到200,000台。我国消
摘要现代近红外光谱（NIR）分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术， 越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为分析“巨人”，它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。近红外光谱是一种快速、无损、可实现多组分同时测定的分析技术。本文简要介绍了近红外光谱的发展、测量原理、技术特点，并对近年来近红外光谱技术在各个领域的应用及前景进行了总结。随着近红外光谱技术的不断成熟，除了应用范围将不断拓宽之外，相信对于目前较为空白的应用机理的研究也将越来越深人、细致及严谨。 关键词近红外光谱分析技术原理应用发展前景 1 前言 电磁波按波长递增的分为（图例）近红外光谱是指波长在780～2526nm范围内的电磁波，是人们最早发现的非可见光区域。近红外光谱技术（NIR）是近年来发展较为迅速的一种高新分析测试技术，是光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测量技术的有机结合。但是由于近红外光谱区吸收峰的特征性差，灵敏度低，受当时的技术水平限制，近红外光谱技术“沉睡” 了近一个半世纪。20世纪80年代,随着计算机技术、仪器硬件的迅速发展,以及化学计量学方法在解决光谱信息提取和消除背景干扰方面取得的良好效果，近红外光谱技术飞速发展，成为近十年来发展最为迅速的高新分析技术之一，在众多领域都有广泛应用，其分析应用领域也不断拓宽。越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为分析的“巨人”[1]. 今天我们主要讲近红外光谱的原理，应用，优缺点和发展前景。 2 近红外光谱分析基本原理及应用近红外光谱仪的基本工作原理: 波长在700nm – 2,500nm (4,000–14,300cm-1) 的光谱为近红外光谱。它是一种既快速(十到二十秒钟) 又简便(不需作样品前处理) 的测试手段, 这种方法的特点是对样品作一步式 组份(需测的浓度大于0.01%) 分析而不需破坏样品。如果产品颜色是质量指标之一、您可选400nm-1,100nm 的图谱数据作鉴定。近红外光谱仪适用于对含有C-H, N-H, O-H 和 S-H 化学键的化合物作组份分析。在700 – 2,500 nm 的近红外波长范围内, 含有上述化合键的物质(药品、烟草、食品、农作物、聚合物、石油化工产品等) 会产生吸收。一些物质除在1,450 nm 到2,050 nm 之间产生第一谐波外，往往还会分别在1,050 nm - 1,700nm 和700 nm - 1,050 nm 谱带内产生第二及第三谐波。这些谐波的组合构成了被测物质在近红外光谱带内的特征吸收谱图-指纹图。相同的近红外谱图(样品的指纹图) 一定是从相同的物质得到。这也是应用近红外光谱仪作质量管理的主导基础原理。有机物在近红外光谱带内的吸收强度比在中红外(如FT-IR) 的吸收强度弱10 到1,000 倍。由于这特殊的弱吸收优点, 近红外射线能很容易地穿透未经研片与稀释等需作预处理的非透明样品，实现透射吸收；而另一部分反射光谱也可很容易地被检测。但是如何利用近红外图谱来对原材料或产品进行质量监控呢? 答案是利用统计学理论建立被测样品的数据库或校正曲线，而统计学
近红外光谱分析技术及发展前景 陈丽菊 刘 巍 近红外光(near infrared,N IR)是介于可见光(VL S)和中红外光(M IR)之间的电磁波,美国材料检测协会(ASTM)将波长780～2526nm的光谱区定义为近红外光谱区。近红外光谱主要应用两种技术获得:透射光谱技术和反射光谱技术。透射光谱波长一般在780～1l00nm范围内;反射光谱波长在1100～2526nm范围内。近红外光谱区(N IR)是由赫歇尔(Herschel)在1800年发现的。卡尔?诺里斯(Karl Norris)等人首先用近红外光谱区测定谷物中的水分、蛋白质。但是由于分子在该谱区倍频和合频吸收弱,且谱带重叠严重,难以分析和鉴定,以致N IR分析技术的研究曾一度陷入低谷,甚至处于停滞。20世纪80年代,随着计算机技术、仪器硬件的迅速发展,以及化学计量学方法在解决光谱信息提取和消除背景干扰方面取得的良好效果,使得近红外分析技术不仅用于农产品、食品和生物科学,而且还应用到石油化工、烟草、纺织、环保等行业。 近红外光谱分析的原理 近红外光谱是由于分子振动能级的跃迁(同时伴随转动能级跃迁)而产生的。近红外分析技术是依据被检测样品中某一化学成分对近红外光谱区的吸收特性而进行定量检测的一种方法。它记录的是分子中单个化学键的基频振动的倍频和合频信息,它的光谱是在700～2500nm范围内分子的吸收辐射。这个事实与常规的中红外光谱定义一样,吸收辐射导致原子之间的共价键发生膨胀、伸展和振动。中红外吸收光谱中包括有C-H键、C-C键以及分子官能团的吸收带。然而在N IR测量中显示的是综合波带与谐波带,它是R-H分子团(R是O、C、N和S)产生的吸收频率谐波,并常常受含氢基团X-H(C-H、N-H、O-H)的倍频和合频的重叠主导,所以在近红外光谱范围内,测量的主要是含氢基团X-H振动的倍频和合频吸收。使用N IR技术是因为它与样品相互作用时输出的能量效率比中红外光更为实用。N IR的辐射源(仪器上的灯)要比用在中红外的能量高得多,而且它的检测器也具有更高检测效率。这些因素意味着N IR仪器的信噪比值远高于中红外仪器。较高的信噪比意味着样品的观测时间可比中红外仪器短得多。近红外辐射对于样品的穿透性也较高,因此样品的前处理常较中红外简单。近红外光谱根据其检测对象的不同分成近红外透射光谱(N IT)和近红外反射光谱(N IR)两种。N IT是根据透射光与入射光强的比例关系来获得在近红外区的吸收光谱。N IR根据反射光与入射光强的比例获得在近红外光谱区的吸收光谱。近红外分析技术是综合多学科(光谱学、化学计量学和计算机等)知识的现代分析技术,使用包括N IR 分析仪、化学计量学光谱软件和被测物质的各种性质或浓度分析模型成套近红外分析技术等。经过对这种模型的校正,就可以根据被测样品的近红外光谱,快速计算出各种数据。建立被测样品成分的模型时,主要用到的校正方法有多元线性回归法(ML R)、主成分分析法(PCA)、偏最小二乘法(PL S)、人工神经网络法(ANN)。 近红外光谱分析方法的特点 近红外光谱分析方法有下列特点。 可采用光学方法进行。鉴于近红外具有较大的散射效应和较强的穿透性,近红外光谱的分析方法比较独特,可根据样品物态和透光能力的强弱采用透射、漫反射和散射等多种测谱技术进行物质检测。 近红外光子的能量比可见光低,不会对人体造成伤害,而且整个分析过程不会对环境造成任何污染,属于绿色分析技术。 近红外分析技术可在数分钟内完成多项参数的测定,分析速度可提高上百倍,分析成本可降低数十倍。用于传输近红外辐射光的光纤可长达200m, 新结构的固态电子和光电子器件。半导体低维结构已成为推动整个半导体科学技术迅猛发展的主要动力。低维材料不同于自然界中的物质,具有各种量子效应和独特的光、电、声、力、化学和生物性能,在未来的各种功能器件的应用中将发挥重要作用,并随理论和技术的发展得到更加广泛的应用。 (上海市东华大学理学院应用物理系 200051) ? 1 ?现代物理知识
一、红外传感器概述 将红外辐射能转换成电能的光敏元件称为红外传感器，也常称为红外探测器。红外传感器是利用物体产生红外辐射的特性，实现自动检测的传感器。在物理学中，我们已经知道可见光、不可见光、红外光及无线电等都是电磁波，其中红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。 红外技术是在最近几十年中发展起来的一门新兴技术。它常用于无接触温度测量、气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。 (一)红外辐射的产生 红外辐射是由于物体(固体、液体和气体)内部分子的转动及振动而产生的。这类振动过程是物体受热而引起的，只有在绝对零度(-273.16℃)时，一切物体的分子才会停止运动。所以在绝对零度时，没有一种物体会发射红外线。换言之，在一般的常温下，所有的物体都是红外辐射的发射源。例如火焰、轴承、汽车、飞机、动植物甚至人体等都是红外辐射源。红外线和所有的电磁波一样，具有反射、折射、散射、干涉及吸收等性质，但它的特点是热效应非常大，红外线在真空中传播的速度c=3×108m／s，而在介质中传播时，由于介质的吸收和散射作用使它产生衰减。红外线的衰减遵循如下规律I=I0*e^(-kx)。式中，I为通过厚度为x的介质后的通量；I0为射到介质时的通量；e为自然对数的底；K为与介质性质有关的常数。 金属对红外辐射衰减非常大，一般金属材料基本上不能透过红外线；大多数的半导体材料及一些塑料能透过红外线；液体对红外线的吸收较大，例如厚l(mm)的水对红外线的透明度很小，当厚度达到lcm时，水对红外线几乎完全不透明了；气体对红外辐射也有不同程度的吸收，例如大气(含水蒸汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等)就存在不同程度的吸收，它对波长为1～5μm，8～14μm之间的红外线是比较透明的，对其他波长的透明度就差了。而介质的不均匀，晶体材料的不纯洁，有杂质或悬浮小颗粒等，都会引起对红外辐射的散射。 我们已经知道可见光、不可见光、红外光及无线电等都是电磁波，它们之间的
遥感导论 实习报告 班级：2011级测绘工程 姓名：韩宇鹏 学号：201111830127 指导教师：泮雪琴
红外遥感技术的发展及其应用 摘要：热红外遥感对研究全球能量变换和可持续发展具有重要的意义，尤其在生态学领域，借助地面实测数据和遥感数据，通过红外波段的解析、反演可以进行各种问题的定量化探讨。文章从军事、海洋，地热资源3个方面阐述了热红外遥感的应用。 一：红外遥感发展现状 地球科学正朝着更精确定量化的方向发展，地表能量交换是地球系统中水、热、碳各种循环和过程的主导因子，其中陆面温度又是地表能量交换的核心信息，而信息的获取是个高难度课题，精确定量反演陆面温度的成果将推动旱灾预报和作物缺水研究、农作物产量估算、数字天气预报、全球变化和全球碳平衡等领域研究的进展。人们要以遥感手段定量表达地球表面时空多变要素，特别是陆面温度的区域分布规律，首先遇到的问题是如何将遥感信息转化为地球科学迫切需要的应用信息。地学遥感的信息源是各种地物的反射和发射的电磁波强度记录，只有少量应用信息可以从这些电磁波信息里面直接提取，而绝大多数的应用，信息的获取需要非遥感参数和先验知识的支撑，并要在物理学、生物学、农学、水文学、气象学等多学科的交叉和渗透下，建立信息转换模型，才能使遥感信息和地学信息连接起来。成功的定量遥感研究都是从信息转换机理入手，研究如何以遥感获得电磁波信息定量反演出所需的应用信息。从唯物辩证法的角度分析，从遥感信息转换到地学应用信息的过程就是克服遥感信息局限性的过程。遥感的发展史就是不断地克服和改善遥感的局限性的历史，热红外遥感的发展也不例外。在克服遥感的局限性的道路上不乏成功之例：热红外波段的“劈窗技术”是在光谱信息上开拓的有效方法。热红外辐射的大气辐射传输是非常复杂的课题，大气参数的时空变化给陆面温度的反演带来了局限性，劈窗技术利用两个热红外波段的辐射信号的差值与大气参数之间的信息相关性，使得用热红外波段遥感信息本身就可以进行大气辐射初步纠正。热红外辐射的“肤面特征”也是一种局限性，它的信息只局限于地物表面，然而，热惯量方法是利用两个时相的热红外辐射温度差值，提取了地表面以下的土壤水分信息，使得遥感信息的应用向地表以下的深度开拓。多角度遥感也是开拓遥感信息，使其获取地物三维信息的好例子。热红外遥感基础研究的实质内涵仍然是以遥感信息为基础开拓和挖掘地学信息的过程。在地物光谱维上已开拓出多光谱遥感的研究领域，在时间维上也开拓出多时相遥感的研究范畴，而近年来发展起来的多角度遥感显然是在方向维上开拓的结果。
——红外技术的发展与应用 吕立波 红外科学技术是研究红外辐射的产生、传输、转换探测及应用的一种高新技术。军事应用是推动红外技术发展的主要动力。在历次战争中，红外技术曾显示出巨大的威力，它已成为现代军事装备的重要组成部分。红外成像、红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等，在现代战争和未来战争中都是必不可少的战术和战略手段。另一方面，由于红外技术的独特功能，近年来，军用红外技术已逐步实现了向民用部门的转化。红外成像、红外测温、红外测湿、红外检测、红外报警、红外侦查、红外理疗、红外遥感、红外防伪、红外夜视、红外加热等已是各行各业争相选用的先进技术，红外技术在民用部门中发挥着日益重要的作用。 红外线的发现和本质 1672年，人们发现太阳光（白光）是由各种颜色的光复合而成，同时，牛顿
做出了单色光在性质上比白色光更简单的著名结论。使用分光棱镜就把太阳光（白光）分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光。1800年，英国物理学家F. W. 赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，发现了红外线。他在研究各种色光的热量时，有意地把暗室的唯一的窗户用暗板堵住，并在板上开了一个矩形孔，孔内装一个分光棱镜。当太阳光通过棱镜时，便被分解为彩色光带，并用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。为了与环境温度进行比较，赫胥尔用在彩色光带附近放几支作为比较用的温度计来测定周围环境温度。试验中，他偶然发现一个奇怪的现象：放在光带红光外的一支温度计，比室内其他温度的指示数值高。经过反复试验，这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃，对研究、利用和发展红外技术领域开辟了一条全新的广阔道路。 红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质，红外线的波长在0.76~100μm之间，按波长的范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。 红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。 温度在绝对零度(－273℃)以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外线。通过红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号后，成像装置的输出信号就可以完全一一对应地模拟扫描物体表面温度的空间分布，经电子系统处理，传至显示屏上，得到与物体表面热分布相应的热像图。运用这一方法，便能实现对目标进行远距离热状态图像成像和测温，并进行分析判断。 红外科学技术的发展趋势 早在十九世纪，随着红外探测器的出现，人们就利用它研究天文星体的红外辐射，但是红外技术真正获得快速发展和广泛应用是从二十世纪开始的。红外技术首先受到军事部门的关注，因为它提供了在黑暗中观察、探测军事目标自身辐射及进行保密通讯的可能性。第一次世界大战期间，为了战争的需要，研制了一些实验性红外装置，如信号闪烁器、搜索装置等。虽然这些红外装置没有投入批量生产，但它已显示出红外技术的军事潜力。第二次世界大战前夕，德国第一个研制了红外变像管，并在战场上应用。战争期间，德国一直全力投入对其他红外设备的研究，同时，美国也大力研究各种红外装置，如红外辐射源、窄带滤光片、红外探测器、红外望远镜、测辐射热计等。第二次世界大战后，前苏联也开始重视红外技术的研究，大力加以发展。 二十世纪五十年代以后，随着现代红外探测技术的进步，军用红外技术获得
学院 微电子技术前沿讲座 题目：红外线技术 学院：电子与信息工程学院 班级： 学号： 姓名： 2012年12月23日一，摘要 红外技术的英文名称是：Infrared Technique。红外技术的内容包含四个主要部分： 1.红外辐射的性质，其中有受热物体所发射的辐射在光谱、强度和方向的分布；辐射在媒质中的传播特性--反射、折射、衍射和散射；热电效应和光电效应等。
2.红外元件、部件的研制，包括辐射源、微型制冷器、红外窗口材料和滤光电等。 3.把各种红外元、部件构成系统的光学、电子学和精密机械。 4.红外技术在军事上和国民经济中的应用。由此可见，红外技术的研究涉及的范围相当广泛，既有目标的红外辐射特性，背景特性，又有红外元、部件及系统；既有材料问题，又有应用问题。自760nm至400μm的电磁波称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。关键词：红外辐射，电磁波，广泛的用途，红外线。 二，红外线的发现 红外技术发展的先导是红外探测器的发展。红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由英国科学家赫歇尔于1800年发现，又称为红外热辐射，他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒介。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为(0.75-1)～(2.5-3)μm之间；中红外线，波长为(2.5-3)～(25-40)μm之间；远红外线，波长为(25-40)～l000μm 之间。 1830年以后，相继研制出温差电偶的热敏探测器、测辐射热计等。在1940年以前，研制成的红外探测器主要是热敏型探测器。 19世纪，科学家们使用热敏型红外探测器，认识了红外辐射的特性及其规律，证明了红外线与可见光具有相同的物理性质，遵守相同的规律。它们都是电磁波之一，具有波动性，其传播速度都是光速、波长是它们的特征参数并可以测量。20世纪初开始，测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱，证明了红外技术在物质分析中的价值。 30年代，首次出现红外光谱代，以后，它发展成在物质分析中不可缺少的仪器。 40年代初，光电型红外探测器问世，以硫化铅红外探测器为代表的这类探测
红外技术的应用及前景 红外技术的应用及前景 (1) 摘要 (2) 第1章绪论 (2) 第2章红外探测技术 (4)
摘要 本文在第一章中主要介绍了红外线的基础、红外线的特性以及红外技术的发展历史，在第二章中，重点介绍了红外线在探测方向的应用，以及不同的红外探测器的分类和特性，并且通过对探测原理的推导，了解探测器工作的方法，最后介绍了红外探测器的发展前景。 关键字：红外线、探测器 第1章绪论 1.1引言 目前红外技术作为一种高技术，它与激光技术并驾齐驱，在军事上占有举足轻重的地位。红外成像、红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等在现代和未来战争中都是很重要的战术和战略手段。在70年代以后，军事红外技术又逐步向民用部门转化。红外加热和干燥技术广泛应用于工业、农业、医学、交通等各个行业和部门。红外测温、红外测湿、红外理疗、红外检测、红外报警、红外遥感、红外防伪更是各行业争相选用的先进技术。标志红外技术最新成就的红外热成像技术，它与雷达、电视一起构成当代三大传感系统，尤其是焦平面列阵技术的采用，将使它发展成可与眼睛相媲美的凝视系统。 1.2 红外简介 1.2.1红外线概述 1672年，牛顿使用分光棱镜把太阳光（白光）分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光，证实了太阳光（白光）是由各种颜色的光复合而成。1800年，英国物理学家 F. W. 赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，偶然发现放在光带红光外的一支温度计，比其他色光温度的指示数值高。经过反复试验，这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布:太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。这种红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78～
〈综述与评论〉 红外图像处理技术现状及发展趋势 陈 钱 （南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京 210094） 摘要：红外热成像系统因其成像波长较长，导致了红外图像存在噪声大、对比度低、非均匀性大、空间分辨力差等缺陷，为克服这些缺陷，自红外热成像技术诞生之初，红外探测器材料、制造工艺和成像电子学组件的研究便成为三大热点研究方向。在当前电子学硬件平台趋于完善的条件下，先进的红外图像处理技术能够有效地提高红外成像系统的性能及其应用效果，受到了世界各国科技工作者的广泛关注，各种研究成果不断涌现。本文从提高红外图像的温度分辨能力出发，重点对非均匀性校正技术、图像细节增强技术的研究现状进行了总结，并对红外图像处理技术的发展趋势进行了展望。 关键词：红外图像；非均匀性校正；数字细节增强 中图分类号：TN911.73 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2013)06-0311-08 The Status and Development Trend of Infrared Image Processing Technology CHEN Qian (School of Electronic and Optical Engineering, NUST, Nanjing 210094, China) Abstract：Because of the longer imaging wavelength, the characteristics of infrared images have defects of big noise, low contrast, large non-uniformity and limited spatial resolution. In order to overcome these drawbacks, the material, manufacturing crafts and imaging electronics components have throughout been three main research directions along with the development of infrared imaging technology. Under the present condition when the hardware has been well-developed, the updated infrared image processing technology succeeds to improve the performance of imaging system and applying capability. It attracts the attention of scientists all over the world, and various research results continue to emerge. Focusing on improving the temperature sensitivity of infrared images, this paper concludes the technologies of non-uniformity correction and image enhancement, and discusses its future development. Key words：infrared images，non-uniformity，digital detail enhancement 0引言 红外成像电子学组件是热成像系统的重要组成部分，其肩负着充分发挥红外焦平面探测器性能、将红外焦平面探测器输出的电信号经过处理转化为视频信号或者其它系统规定格式的信号的功能。红外成像电子学组件则包括硬件系统和图像处理算法两大部分，由于当前硬件系统平台已经十分完善，因此红外图像处理技术成为成像电子学组件的重要研究内容。红外图像处理技术需要针对红外图像的具体特点而开展。受限于红外探测器的制作工艺难度和材料纯度影响，红外图像主要存在如下几个共性问题：第一，红外成像受非均匀性及无效像元的影响，实际温度分辨率不高；第二，红外成像普遍存在噪声大、图像对比度低、灰度范围窄的现象。 针对上述缺陷，国内外学者均进行了相关研究，并取得了一定进展。比如，针对红外图像非均匀性问题，提出了非均匀性校正方法。针对图像对比度 311
全球红外热像仪市场发展前景与趋势 (2009-02-04) 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。 红外热像仪具有很高的军事应用价值和民用价值。在军事上，红外热像仪可应用于军事夜视侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域；在民用方面，红外热像仪可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程监控、自动测试、减灾防灾等诸多方面。 一、红外热像仪行业发展概况 红外热像仪行业是一个发展前景非常广阔的新兴高科技产业，红外热像仪广泛应用于军民两个领域。在现代战争条件下，红外热像仪已在卫星、导弹、飞机等军事武器上获得了广泛的应用；同时，随着非制冷红外热成像技术的发展，尤其是随着产业化过程中生产成本的大幅度降低，红外热像仪已在电力、消防、工业、医疗、安防等国民经济的各个部门得到了非常广泛的应用。近几年来，红外热像仪行业的发展呈现出以下特点： （1）国际红外热像仪行业正迎来一个快速发展期 红外热像仪行业的发展始于美国，最开始应用于军事领域，随着非制冷红外技术的发展，红外热像仪行业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。根据美国Maxtech International2005年发布的红外市场报告，2004年全球民用红外热像仪及系统产量约为5万台；而2006年，仅FILR公司就取得了汽车行业中的宝马公司为其新款7系列轿车配备红外热像仪的订单，并获得了美国政府35万台的出口许可申请。随着红外热像仪在消防、电力、建筑等行业应用的推广，国际民用红外热像仪行业将迎来市场需求的快速增长期。 （资料来源：Maxtech International ，Inc:“THE WORLD MARKET FOR COMMERCIAL & DUAL-USE MILITARY INFRARED IMAGING &INFRARED THERMOMETRY”）
红外光谱分析的进展及其应用 （石油化工学院石油化工产技术1407班李连雄） 摘要近红外光谱是20世纪30年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术。阐述了近红外光谱的原理、技术特点，介绍了近红外光谱仪、光谱预处理方法以及化学计量学研究的发展过程，重点列举了近红外光谱在农业和食品分析中的成功应用实例。资料表明，近红外光谱以其速度快、不破坏样品、操作简单、稳定性好、效率高等特点，已广泛应用于各个领域。特别是在欧美及日本等发达国家，很多近红外光谱分析法被列为标准方法。而我国近红外光谱的应用研究起步较晚，虽然某些方面已具国际领先水平，但就总体来看与国际水平还有大的差距。文章首次提出了集中优势资源，包括人力资源和设备资源，利用现代网络技术，建立终端用户和中心数据库资源共享的模式，以推动近红外光谱技术在我国农业科技和生产中的应用。 引言；近红外光是指介于可见光和中红外光之间的电磁波，波长范围是700~2500nm，一般有机物在该区的近红外光谱吸收主要是含氢基团（0H，CH，NH，SH，PH）等的倍频和合频吸收。由于几乎所有的有机物的一些主要结构和组成都可以在他们的近红外光谱中找到信号，而且谱图稳定，获取光谱容易，因此近红外光谱法（NIRS）被誉为分析的巨人。 关键字：红外光谱、定量分析、应用、发展 1近红外光谱分析基本概念
红外光是一种电磁波，位于可见光区和微波光区之间，中红外光谱除在气体中如二氧化碳分析等应用中作为常用定量分析方法外，主要用于结构鉴定分析。类似地，近红外光谱也用于结构鉴定。近红外光谱分析与中红外光谱分析有着明显不同。近红外光谱分析主要作为一种快速和方便，用于提高常规定量分析效率，适合分析监控。近红外光谱也用于定性分析，但与中红外光谱定性分析不同。近红外光谱定性分析则是利用光谱数据，据模式识别原理，依靠模型库对被分析样品进行判别分析，由此可见，与中红外光谱在用法上显著不同，近红外光谱更多用于生产过程中的质量监控。 1.1 吸收光谱与朗伯_比耳定律[1] 对于均匀或透明的样品的近红外光谱分析，采用透射比法则测量光谱，需要了解透过率、吸光度和朗伯——比耳定律等概念。 朗伯提出：光被透明介质吸收的比例与入射光的强度无关；在光程上每等厚层介质吸收相同比例值的光。比耳提出：光被吸收的量正比于光程中产生光吸收的分子数目 朗伯—比耳定律如下 1.2 多元定量校正及主成分分析 近红外光谱分析主要用于快速定量分析和判别分析，涉及的分析往往是复杂的。在常规光谱分析中，都是基于朗伯—比耳定律分析理论，使用单波长或少数几个波长进行分析。如在透射光谱定量分析中通过配置一系列浓度的标准样品在某一特征吸收波长处测量洋品牌的吸光
红外热成像技术的应用与发展 一、红外热成像技术 红外线是一种电磁波，具有与无线电波和可见光一样的本质。红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃。利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像，并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术，这种电子装置称为红外热像仪。 热像仪在军事和民用方面都有广泛的应用。随着热成像技术的成熟以及各种低成本适于民用的热像仪的问世，它在国民经济各部门发挥的作用也越来越大。在工业生产中，许多设备常用于高温、高压和高速运转状态，应用红外热成像仪对这些设备进行检测和监控，既能保证设备的安全运转，又能发现异常情况以便及时排除隐患。同时，利用热像仪还可以进行工业产品质量控制和管理。 此外，红外热像仪在医疗、治安、消防、考古、交通、农业和地质等许多领域均有重要的应用。如建筑物漏热查寻、森林探火、火源寻找、海上救护、矿石断裂判别、导弹发动机检查、公安侦察以及各种材料及制品的无损检查等。以下分别介绍热像仪在各行各业的实际应用情况。 二、红外热成像技术在国民经济个领域中的应用 1、热成像技术在工业上的应用 热成像技术实际上是作为一种高级测温技术应用于工业中的，这种设备我们成为热像仪。过去的红外测温仪大都是点测温仪，点测温仪与热像仪比较，虽具有成本低、携带方便、传感器不需制冷等优点，但它有如下缺点：（1）只能测量一个点（小区）的温度，不能测量表面的温度分布，不能提供图像，故难以证实仪器是否对准了被测点；（2）使用距离常常受仪器视场的限制；（3）目标的反常（不规则）反射难以同目标的真实温度变化区分开；（4）对环境温度起伏敏感。所以，在远距离快速测量目标表面温度分布和记录热像的工程应用中必须使用热像仪。 以前工业上使用的热像仪多用低温制冷的单元探测器的光机扫描系统，但这种系统成本高，结构复杂，使用不便。近年来，随着像增强和图像处理系统中采用数字电路的情况日愈增多，热释电摄像管系统和热电制冷探测器线列以及两维焦平面探测器列阵系统已成为民用热像仪的主要发展类型。 热像仪在工业上的应用主要是检测工业设备、监查运行故障及控制产品质量。检测人员利用热像仪显示被查目标的热像和提供表面热分布的信息，找出即将发生和已发生的故障及其位置，以便及时采取措施予以消除。 （1）钢铁工业中的应用 热像仪可用于从冶炼到轧钢的各个环节。具体应用实例列举如下： ① 大型高炉料面的测定：现代炼铁高炉要求炉内加入的原料分布均匀，从炉顶面温度的分