红外摄像机与可见光摄像机的成像原理及应用区别

时间：2025-02-19  15:28:43  来源: 深圳市轩展科技有限公司  浏览数: 2

红外摄像机与可见光摄像机无疑是两种极具代表性的设备，它们各自独特的成像原理赋予了它们不同的应用场景和功能优势。

定义

1、红外摄像机

是一种利用红外线进行拍摄的监控设备。它利用特殊的红外感光材料，将物体发出的红外能量转化为可见图像。红外线是位于可见光之外的一种不可见光，人类无法直接感知，但物体在发出或反射红外能量时会产生热辐射，红外摄像机就是捕捉这些热辐射并将其转化为可见图像的设备。

2、可见光摄像机

是一种利用可见光波段的电磁波来捕捉和记录图像的设备。它通过镜头接收来自被摄物体的可见光，然后将这些光信号转换为电信号，经过处理后生成可视化的图像。可见光摄像机能够捕捉到人眼可以直接感知的色彩和细节，可见光摄像机其成像效果依赖于可见光，需要充足的光照条件才能捕捉到清晰的图像。

主要区别

1、光线感知范围

红外摄像机：则可以捕捉到红外光范围内的图像，即波长比红光长的光线。因此，红外摄像机能够在全黑环境或低照度条件下正常工作。

可见光摄像机：主要是捕捉可见光范围内的图像，即波长在380nm~780nm之间的光线，但是随着技术的进步，有些可见光摄像机在红外波段仍然能捕捉到清晰的图像，如，SONY FCB-EV9520L可见光摄像机，由于使用了高感光度和低照度性能的 STARVIS2 CMOS传感器，其在近红外至红外波段的黑暗环境中也能捕捉到不丢失关键信息的图像。

也曾因此，SONY FCB-EV9520L被众多领域成为可见光中的“黑光摄像机”。

2、成像原理

红外摄像机：利用红外灯发出红外线照射物体，红外线漫反射后被摄像头接收，形成视频图像。或者利用任何物质在绝对零度（-273℃）以上都有红外线辐射的原理，直接捕捉物体发出的红外辐射并转化为可见图像。通常情况下，红外摄像机的分辨率较低，无法提供与可见光摄像机相同的图像细节。

可见光摄像机：通过光学系统聚焦光线到图像传感器上，图像传感器将光线的亮度、色彩等信息转换为相应的电信号，再经过信号处理电路放大、滤波、数字化等处理，最终输出为可视的图像。可见光摄像机能够捕捉物体的真实色彩和细节，提供高分辨率的图像。

3、图像特征

红外摄像机：图像通常以灰度或伪彩色表示物体的热量分布，不同温度的区域会以不同的颜色或亮度显示。

可见光摄像机：图像色彩丰富，能够准确捕捉和呈现物体的颜色、形状和细节。

4、穿透能力

红外摄像机：红外光能够穿透某些障碍物，如烟雾、浓雾和霾等，因此在这些特殊环境下，红外摄像机更有优势。

可见光摄像机：尽管现在市面上大部分可见光摄像机都具有电子透雾功能，但是在面对烟雾、灰尘、雾霾等障碍物时，可能会受到阻碍，影响成像质量。

5、应用领域

红外摄像机：广泛应用于安全监控、野生动物研究、无人驾驶、医疗诊断等领域。例如，在银行、仓库等场所的监控系统中，红外摄像机可以实时监测到人员的入侵或者物品的移动；在野生动物研究领域，红外摄像机可以实时监测动物的活动和行动轨迹；在医疗领域，红外摄像机可以辅助医生对肿瘤等疾病进行早期发现和诊断。

可见光摄像机：主要应用于日常生活中的摄影和录像，以及工业领域，例如无人机航拍与巡检、智慧医疗、工业检测、视频会议、机器人、电影制作等。在公共安全领域，可见光摄像机也被广泛应用于银行、商场、学校等公共场所的监控系统中。

6、成本

红外摄像机：通常成本较高，但具有独特的夜视能力和温度检测功能，适用于对光线条件不敏感或需要非接触式温度测量的场合。

可见光摄像机：成本相对较低，适用于大多数视觉领域。

所以，在某些近红外波段的黑暗场景中，由于高感光度和低光性能的提升，可见光摄像机也常被选用。这主要得益于近年来摄像技术的快速发展，使得可见光摄像机在暗光环境下的表现得到了显著提升。

总结

综上所述，随着科技的飞速发展，可见光摄像机在高感光度与低光性能上的显著提升，极大地拓宽了其应用范围。

可见光摄像机不仅能够在充足光照条件下提供高质量、色彩丰富的图像，而且在低光照环境下也能通过先进的图像处理技术和高灵敏度的传感器，捕捉到清晰、细腻的影像。这种技术上的进步，使得可见光摄像机的应用愈发广泛。