1800年，英国的天文学家William Herschel用分光棱镜将太阳光分解为从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。他发现当水银温度计移到红色光边界以外温度反而比红光区更高。
后证明，太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外光。红外光的波长就在760nm到1.4mm之间。
那么，红外光与热成像，究竟是什么关系呢？
01热成像原理
其实，自然界中的一切物体，只要它的温度高于绝对温度（-273°C）就存在分子和原子的无规则运动，其表面就会不断地辐射出红外光。热成像，则主要采集热红外波段（8μm-14μm）的红外光，从而探测物体发出的热辐射。探测到热辐射后，再转化为灰度值，利用各物体的灰度值差异来成像，从而发现和识别目标。
02热成像摄像机介绍
基于以上的热成像成像原理，热成像摄像机就运用而生了。和普通摄像机原理类似，热辐射相当于可见光，先通过镜头到探测器，在处理图像，最后输出码流，形成可供人眼观察的视频图像，如下图：
热成像工作原理
在整个成像过程中，热成像镜头和红外探测器，是热成像摄像机的重要部件。
热成像镜头：
热成像镜头用的是锗镜头，高纯锗单晶具有高的折射系数，可以把可见光和紫外光挡在外面，只让红外光通过。
红外探测器：
热成像探测器分为制冷型探测器和非制冷型探测器。
制冷型设备灵敏度高、响应速度快、图像清晰，但是需要进行低温制冷，导致体积较大且价格昂贵。一般应用于军事行业。
非制冷型设备灵敏度略低，但基本符合民用要求，且无需低温制冷，价格只有制冷型设备的十分之一到几分之一。目前，主流非制冷型探测器一般采用氧化钒或者多晶硅。
视场角：
以镜头为顶点，以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角，称为视场角。
视场角定义
视场角与焦距的关系：一般情况下，视场角越大，焦距就越短。
视场角与焦距的关系
分辨率：
探测器分辨率是衡量探测器优劣的重要参数，表示探测器焦平面上有多少个单位探测元。
目前主流的分辨率有160×120、384×288、640×512、1024x768等。其他条件不变的情况下，分辨率越高，则成像越清晰。
空间分辨率：
空间分辨率（IFOV）是指图像中可辨认的临界物体空间几何长度的最小极限，即对细微结构的分辨率。IFOV一般由像元尺寸(d)与焦距(f)的比值得出，即IFOV=d/f，比如，热成像设备焦平面的像元尺寸为17μm，配100mm焦距镜头，则其FOV=17/100=0.17mrad。单位距离相同时，IFOV 越小，单个像元所能检测的面积越小，单位测量面积上由更多的像素所组成，图像呈现的细节越多，成像越清晰。
NETD（噪声等效温差）：
NETD也称为热灵敏度，是设备从背景中精确分辨出目标辐射的最小温度差异的能力。例如：NETD≤30mk（@25°C,F#=1.0），表示假设被测物的表面温度为25℃，红外热像仪能探测到的最小的温度变化为0.03℃。所以，在一定程度上，NETD值越小，图像质量越好。其重要性相当于可见光的信噪比。
后证明，太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外光。红外光的波长就在760nm到1.4mm之间。
那么，红外光与热成像，究竟是什么关系呢？
01热成像原理
其实，自然界中的一切物体，只要它的温度高于绝对温度（-273°C）就存在分子和原子的无规则运动，其表面就会不断地辐射出红外光。热成像，则主要采集热红外波段（8μm-14μm）的红外光，从而探测物体发出的热辐射。探测到热辐射后，再转化为灰度值，利用各物体的灰度值差异来成像，从而发现和识别目标。
02热成像摄像机介绍
基于以上的热成像成像原理，热成像摄像机就运用而生了。和普通摄像机原理类似，热辐射相当于可见光，先通过镜头到探测器，在处理图像，最后输出码流，形成可供人眼观察的视频图像，如下图：
热成像工作原理
在整个成像过程中，热成像镜头和红外探测器，是热成像摄像机的重要部件。
热成像镜头：
热成像镜头用的是锗镜头，高纯锗单晶具有高的折射系数，可以把可见光和紫外光挡在外面，只让红外光通过。
红外探测器：
热成像探测器分为制冷型探测器和非制冷型探测器。
制冷型设备灵敏度高、响应速度快、图像清晰，但是需要进行低温制冷，导致体积较大且价格昂贵。一般应用于军事行业。
非制冷型设备灵敏度略低，但基本符合民用要求，且无需低温制冷，价格只有制冷型设备的十分之一到几分之一。目前，主流非制冷型探测器一般采用氧化钒或者多晶硅。
视场角：
以镜头为顶点，以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角，称为视场角。
视场角定义
视场角与焦距的关系：一般情况下，视场角越大，焦距就越短。
视场角与焦距的关系
分辨率：
探测器分辨率是衡量探测器优劣的重要参数，表示探测器焦平面上有多少个单位探测元。
目前主流的分辨率有160×120、384×288、640×512、1024x768等。其他条件不变的情况下，分辨率越高，则成像越清晰。
空间分辨率：
空间分辨率（IFOV）是指图像中可辨认的临界物体空间几何长度的最小极限，即对细微结构的分辨率。IFOV一般由像元尺寸(d)与焦距(f)的比值得出，即IFOV=d/f，比如，热成像设备焦平面的像元尺寸为17μm，配100mm焦距镜头，则其FOV=17/100=0.17mrad。单位距离相同时，IFOV 越小，单个像元所能检测的面积越小，单位测量面积上由更多的像素所组成，图像呈现的细节越多，成像越清晰。
NETD（噪声等效温差）：
NETD也称为热灵敏度，是设备从背景中精确分辨出目标辐射的最小温度差异的能力。例如：NETD≤30mk（@25°C,F#=1.0），表示假设被测物的表面温度为25℃，红外热像仪能探测到的最小的温度变化为0.03℃。所以，在一定程度上，NETD值越小，图像质量越好。其重要性相当于可见光的信噪比。
