短波紅外的成像原理與可見光十分相似,不同的是短波紅外的波長可以“繞過”煙、霧、霾中的細(xì)小顆粒;相比中波紅外、長波紅外,短波紅外擁有更好的細(xì)節(jié)分辨和解析能力,能夠很好的識別出該目標(biāo)是什么。這就使得短波紅外在霧霾、煙霧濃重的情況下,仍可對物體清晰成像。
以下幾張是在大霧天氣的成像效果圖
(在霧霾環(huán)境下:(左)可見光成像(右)短波紅外成像)
在雨霧環(huán)境下:(左)可見光成像(右)短波紅外成像
海事領(lǐng)域
現(xiàn)代潛艇的光電桅桿需要多光譜的成像與檢測。例如,可見光成像通常無法透過霧霾、塵、煙觀察目標(biāo),然而短波紅外卻很容易實現(xiàn)。這種情況下,短波紅外相機有著更好的成像效果。
短波紅外與中長波紅外的一項重要差異是,它利用反射光成像,而不是輻射熱成像。中長波相機無法看到海上目標(biāo)的重要特征,比如說艦船的名字、船的特征等,短波紅外相機可以在此提供輔助。
短波紅外利用反射光成像,由于波長比可見光更長,更容易透過霾、霧以及海上的高濕度環(huán)境,可以看到艦船的名字。
港口及邊海防
有時候,某個場景的熱成像對比度可能會過低。 例如,在日間,著陸帶的溫度(輻射率)可能是周圍草坪溫度的兩倍。 而在海洋環(huán)境中,當(dāng)各種物體在水中長時間浸泡之后,就具有和水一樣的溫度。
被動或主動的短波紅外成像可在較短的波長范圍內(nèi)提升對比度,增強圖像細(xì)節(jié)。
日出時海岸邊可見光、熱像儀、短波紅外的成像效果對比:由于處在熱交叉點上,海岸與海水的細(xì)節(jié)在熱成像中都丟失了。短波紅外是依據(jù)反射光成像而且具備透霧的特點,因此海岸線圖像可以脫穎而出,并比可見光相機捕獲到更多細(xì)節(jié)。
遠處的船在可見光中是看不到的:(左)可見光成像(右)短波紅外相機成像(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的安全防御
在任何監(jiān)視、安全、安保工作中,清晰的可見度顯得尤為重要。此時,擁有的“眼睛”越多,所看的也就越清楚。
關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的周邊安全防御是一個典型的應(yīng)用案例。有效的外物入侵檢測系統(tǒng)采用多種技術(shù)以提高在多種大氣和光照條件下的快速檢測率,降低虛警率。對于常見雨、霧、霾等天氣條件,可見光監(jiān)控幾乎是“盲視”。
(左)霧天可見光成像(右)短波紅外成像(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
消防與森林防火
森林大火產(chǎn)生的煙霧使能見度降低,對救援的開展不利,同時會造成重大經(jīng)濟損失。與長波紅外森林火場圖像中的大面積泛白熱圖不同,短波紅外不僅可以穿透煙霧,更能準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)起火點,從而大大縮小著火點的搜尋范圍。
(左)可見光成像(右)短波紅外成像
航空