隨著我國經濟技術的長期可持續性發展，我國各項基於高精專類的成像技術也得到了長足的進步，尤其前景一向看好的遠紅外熱成像技術更是獨占鰲頭，在軍、民行業領域不斷嶄露頭角，並在專業技術水平上持續提升。本文探討了紅外熱成像技術的成像功能及相關應用環節的技術參數，並針對其成像特性在安防、單兵單警裝備及測溫防疫等領域的實際應用進行了分析，此外還在應用環節的實際需求對其發展提出了一些建議。
一、成像技術概述
成像技術按照成像波段及原理的不同可分為：可見光成像技術、近紅外成像技術（一般指通過近紅外補光的成像技術）和熱紅外成像技術，其中熱紅外成像技術包括中紅外成像技術（通常指3μm～5μm的紅外成像技術）和遠紅外成像技術（簡稱遠紅外熱成像技術）。本文所述紅外熱成像技術為遠紅外熱成像技術即為7μm～25μm的遠紅外成像技術，非專業技術定為高於絕對零度（即-273.15℃）的物體都會發出紅外熱能，該熱能可以被人類現有技術捕捉、檢測和測量。遠紅外熱成像技術亦可理解為通過捕捉肉眼無法實現的絕對零度以上物體發出的紅外熱能並以人眼可以接受的方式編碼成圖像被人眼感知的成像技術，以達到拓展人眼的可視光譜波段，使人眼能感應更長的光譜範圍。
由於紅外熱成像吸收紅外波段（7μm～25μm）的特殊性，因此對其選擇的配套鏡頭也具有嚴格的光學要求和材料成份要求。鍺是一種類似於矽的半金屬元素，在可見光世界中是完全不透明的，但在紅外世界中卻是透射率很高的物質，紅外熱成像專用鏡頭多採用鍺類（或其他在紅外光譜中通過率較高的材料）等材料製造成的。
二、紅外熱成像技術在傳統安防領域的成像應用
紅外熱成像技術作為一種新型、安全、可靠的成像技術被安防領域大多數人所認知，且以其獨特的成像優勢（如不依賴光線、可透霧、可透彌煙以及可透中等氣候條件下的雨雪等）被安全防範領域廣為應用。
早期安防領域採用紅外熱成像技術是在視頻監控領域和視頻事件分析領域。安防領域普遍應用的紅外熱成像設備的成像解析度只有160×120、240×180、320×240、384×288、640×480像素，其成像清晰度甚至比不上模擬視頻監控時代的600TVLINE（相當於44萬有效像素），即便如此其抗惡劣環境條件的成像優勢仍能有效秒殺當今成像領域的K級成像設備，尤其是在軍警安全防範領域的應用和技術功能的延伸，更是好評如潮。
近年來隨著我國強國計劃的強「芯」計劃發展，目前我國本土紅外熱成像晶片級探測器從試驗階段日趨成熟向全面市場普及階段發展，其「芯」級國產化成為熱成像技術的發展方向，為突破歐美發達國家的技術壟斷及產品禁運成為可能。目前，國內主流紅外熱成像的圖像解析度已經從384×288升級到640×512、1280×1024等高解析度探測器成像水平，這為紅外熱成像技術在軍、警、民三維度全方位發展提供了可能，為紅外熱成像技術在傳統安防行業各領域實現持續快速增長打下了良好的基礎。
我國傳統安防行業涉獵應用場景多、需求各異、使用者對成像標準的要求迥異，所以在安防領域除了對紅外熱成像的成像解析度有要求之外，也需要以現場應用環節為依據為紅外熱成像器件選配不同類型的紅外熱成像鏡頭。紅外熱成像器件與鏡頭的搭配選擇技術原理與可見光視頻監控裝置一致，其鏡頭焦距、視場大小、工作距離及鏡頭光學倍率可根據特定參數計算。
現根據傳統安防行業對紅外熱成像應用方向的不同做如下技術淺解：
1. 定點安防視頻監控領域的成像與監測
該類紅外熱成像設備主要服務於全天候晝夜成像視頻監控系統，採用的主流紅外熱成像器件的解析度為320×240、384×288、640×480、640×512像素，配套採用的鏡頭多為定焦或變焦鏡頭，如採用變焦鏡頭要考慮到用戶操作方便可選擇帶自動聚焦功能的變焦鏡頭。索斯克科技結合用戶使用需求，立足自身技術優勢研發生產的長焦鏡頭自動聚焦裝置，為安防行業領域各類長焦鏡頭實現自動聚焦功能提供了優秀的解決方案。
（1）雲台類遙控紅外熱成像視頻監控裝置多採用變焦鏡頭，因為配合雲台旋轉方位的不同、場景發生變化，其監控目標景深發生變化，採用變焦鏡頭更符合現場多角度全方位監控目標的使用要求，目前可根據監控目標距離的不同計算出所要匹配。
（2）固定類紅外熱成像視頻監控裝置多採用定焦鏡頭，定焦鏡頭可根據監測目標不同和成像要求的不同可配套選擇不同焦距段和不同成像角度的定焦鏡頭。
2.移動式安防視頻監控領域的成像與監測
移動式視頻監控領域目前主要涉獵目標載體為車輛或者船艇。該類配套應用的紅外熱成像視頻裝置除了對紅外熱成像解析度和選配鏡頭有要求外，且要求具備高IP等級如IP66或者IP67，部分護罩表面處理工藝需具備防鹽霧功能，特種環境還需具備防爆功能。
3.空對地領域的非接觸式成像與監測
空對地非接觸式紅外熱成像裝置其主要載體為飛機（有人或無人兩種），目前應用較多的載體是無人機，除了軍警行業採用此項成像與監測技術外，在我國測繪領域、海事、水利、航道、農牧、森林消防、野外救援等行業安全領域被廣泛應用。除了具備移動式視頻監控裝置的特殊要求外，其外觀造型為減少空中風阻，多設計為球型（專業領域中稱其為吊艙，其空中探測圖像如圖1所示）。
三、紅外熱成像技術在生產製造領域的應用
工業技術和製造業技術的產業化、規模化發展為紅外熱成像技術在生產製造領域帶來了新的應用環節。
1.材料測試領域的成像與檢測
紅外熱成像技術在材料測試領域的成像與檢測為保障工業生產和製造業科學化合理化運營提供了有效的技術保障。其利用材料的熱導流方向，通過紅外熱成像的溫度差異成像，查看材料內部和表面熱導流視頻或者圖像達到分析材料的是否有內部損傷或者外部缺陷。其應用視圖效果如圖2所示。
一是無損和無接觸材料測試，適用於自動化產線的動態實時監測；二是檢測塑料中的層結構和嵌件的穩合程度；三是汽車和航空航天工業的CFRP中檢測；四是室內結構研究及其對蜂窩輕質結構的無損探測；五是識別更隱蔽的深層材料缺陷，如塑料部件中的或雷射焊縫破裂等。
2.化學領域的成像與檢測
紅外熱成像同樣在化學領域打造了全新的應用環節。在危險和非危險化學材料行業中，紅外熱成像可以檢測化學過程產生的熱流和溫度；可以更容易地捕捉反應過程的視頻和圖像，且可高精度測量溫度分布區域或溫度變化曲線，為分析整個化學反應工藝鏈提供可靠依據。更重要的是紅外熱成像的非侵入性和非接觸性保障了使用者在安全距離內完成相關工作，保障了研究人員和操作人員的個人安全。其應用場景視圖如圖3所示。
3.電氣機械製造領域的成像與檢驗
紅外熱成像技術在弱電系統可監測電氣裝置的工作狀態和工作熱曲線，以評估設備工作穩定性或評估線路板的工作故障點。在強電系統中其同樣扮演著重要防護角色，它不僅可以防止人員與這些系統或高溫高壓電路直接接觸，還可以在不中斷設備工作的前提下進行檢測設備工作狀態和工作性能。
四、紅外熱成像技術在醫學領域的應用
紅外熱成像技術在醫學領域的應用最早起源於韓國，主要用於整容業內觀察拉皮或植皮後的皮下組織是否發炎等，以便更好地監控整容後的皮膚恢復程度。隨著醫學技術和大健康時代的到來，紅外熱成像技術賦予了醫學領域更加廣泛的應用範疇。
1.醫療保健領域的成像與檢測
在醫療保健領域，無論是人類還是動物，紅外熱成像應用比比皆是。首先，紅外熱成像技術被用來幫助更早地檢測癌症，定位關節炎的來源，甚至在人體循環問題變得嚴重之前捕捉到病源部位，達到醫療保健級的早發現早治療，以減少病發時的痛苦和縮短治療周期。其次，紅外熱圖像對脊髓損傷的監測也是近些年來醫療領域發展的新方向，解決了脊髓損傷後植物神經功能紊亂所致的皮膚排汗功能障礙及血循環、溫差等問題，為科研、臨床提供了診斷、隨訪和療效的客觀依據。再次，紅外熱成像也能有效檢測出心臟疾病或者心臟供壓不足等導致毛細血管等流血不暢或堵塞所引起的指端溫度降低等綜合病症。其成像效果如圖4所示。
2.非接觸式醫學發熱領域的成像與檢測篩排查
紅外熱像儀在醫學上的應用範圍遠不止治療領域上的，隨著技術的發展，它的醫學用途得到更寬的拓展，如在人體發熱領域的快速篩排查。
熱活動貫穿於人類生命的全過程，熱活動規律是生命活動的基本規律。紅外熱成像技術的精準熱感應能力使其在新冠抗疾過程中演繹著重要身份屬性。在新冠疫情期間，其非觸式圖像精準測溫功能配合了先進的可見光人臉識別功能，讓防疫手段有「技」可依，有「跡」可尋。
五、紅外熱成像技術在林草消防領域的應用
由於紅外熱成像的遠程測溫感應能力優異，且根據圖像甄別需求，可將測溫數據疊加回傳顯示在視頻圖像中，這一特性使其在林草野外消防領域廣泛應用。
考慮到野外林草消防的監控範圍大、林木遮擋及氣候覆雜等因素，用在林草消防的紅外熱成像除了具備測溫的超溫預警及溫度值數顯功能外，設備還應具備極強的耐候性和防塵防水防鹽霧能力，同時需要採用重型數字全方位雲台，並將設備建設在高於林木的鐵塔上才能滿足全天候林草消防需求。在一些林草資源自燃重災區，所採用的紅外熱成像系統還需前置GPU計算預分析功能。索斯克科技為林草消防提供的紅外熱成像系統就具備視頻綜合計算和分析能力，可精準定位超溫點的經緯度及GPS或北斗定位信息，且能有效地計算出過火或超溫的林草區域面積，為有效調動消防資源提供有效應急預案信息。
六、結論
綜上所述，紅外熱成像從二戰開始的軍事身份到現在廣泛應用在日常生活當中，為人們的生產生活提供了專業的技術支持和安全保障，未來希望紅外熱成像技術還能幫助各行業科學領域進一步探索人類自身及外界宇宙的更多奧秘。