Журнал "Системы Безопасности" № 3‘2023

1. Ближний ИК-поддиапазон NIR (Near Infrared) от 650 до 1400 нм. Применяется: l в автопилотах транспортных средств; l для контроля объектов на конвейере; l в инспекции нагретых материалов в литейном и прокатном производстве; l для инспекции непрозрачных жидкостей; l в контроле печати маркировки, срока годно- сти и штрихкодов; l в лазерной триангуляции в качестве приемни- ков; l для контроля здоровья растений по цвету листвы. 2. Коротковолновый ИК-поддиапазон SWIR (Short Wave Infrared) от 1,4 до 3 мкм. Области применения: l контроль на гниль для овощей и фруктов; l контроль обледенения; l для обеспечения навигации в порту и при спа- сательных работах из-за способности видеть сквозь туман и дым, тонировку и жидкости; l контроль нагретых объектов (термоскопия от 200 ˚С); l ночное виденье без подсветки за счет излуче- ния звезд (при ясном небе); l проверка подлинности живописных картин через красочный слой; l проверка солнечных панелей. Перечисленные выше поддиапазоны и методы, строго говоря, нельзя в полной мере отнести к тепловидению, поскольку в них за редким исключением не используется собственное теп- ловое излучение объекта. 3. Средневолновый ИК-поддиапазон MWIR (Mid Wave Infrared) от 3 до 8 мкм. Камеры средневолнового диапазона идеально подходят для наблюдения на большом расстоя- нии, обеспечивая детальное изображение днем и ночью даже в сложных условиях, таких как пыль, туман, дождь или дым. Наиболее подходящими применениями для этих систем являются: l ночные прицелы как военного, так и граждан- ского назначения (не путать с прицелами на приборы ночного видения – ПНВ); l обнаружение утечек тепла в строительных конструкциях; l обнаружение неисправных нагретых элемен- тов в технологическом оборудовании; l химическая идентификация; l обнаружение, идентификация и распознава- ние техники по тепловому излучению самого объекта или следу от него; l анализ горения как при пожарах, так и при исследованиях (в том числе инфракрасная спектроскопия); l 3D-печать и др. 4. длинноволновый поддиапазон LWIR (Long Wave Infrared) от 8 до 15 мкм. Высококачественные тепловизоры этого под- диапазона часто требуют хорошего охлаждения (до 70 К), чем существенно увеличивают слож- ность и стоимость устройства. Эти системы применяются для: l дистанционного обнаружения утечек газооб- разного продукта (за счет снижения темпера- туры при дросселировании); l трассирования трубопроводов (за счет гради- ента температур среды и трубопровода); l дистанционного измерения температур тела человека в медицинских целях, причем от сложных широкоугольных систем массового контроля до простых индивидуальных термо- метров (естественно, без охлаждения); l дистанционного обнаружения опасных зон при профилактике и тушении пожаров; l дистанционного обнаружения, распознава- ния и идентификации техники или ее сле- дов. Это особенно эффективно ввиду мак- симума излучения окружающих предметов при нормальной температуре до 0 ˚С и даже ниже. Весьма широким сегментом применения теп- ловизоров являются научные исследования, конкретизация которых весьма проблема- тична. Несколько особняком расположены недавно появившиеся тепловизоры для смартфонов. Это результат массового производства и некоторого снижения цен на подобную технику. В И Д Е О Н А Б Л Ю Д Е Н И Е И В И Д Е О А Н А Л И Т И К А 47 www.secuteck.ru июнь – июль 2023 СПЕЦПРОЕКТ ТЕПлОВИзОРы для ПРОИзВОдСТВ И ОхРАННых СИСТЕм Николай Чура Технический консультант компании "Фирма "Видеоскан" Олег Рубаненко, АРМО-Системы В экспериментах с идентификацией человеческо- го лица при помощи тепловизора, на мой взгляд, особого смысла нет. Изначально тепловизионные камеры рассчитаны на решение других задач, в числе которых обнаружение вторжений на охра- няемые объекты на дистанциях до нескольких километров, определение критических измене- ний температуры технологических узлов в реаль- ном времени, обеспечение безопасности людей и техники на предприятиях с круглосуточным производственным процессом, таких как ГОК. В то же время потенциально подходят для целей идентификации лиц биспектральные камеры, совмещающие в едином корпусе два сенсора, один из которых тепловизионный, а другой – видимого диапазона с высоким разрешением и чувствительностью. На биспектральных камерах могут работать сложные приложения видеоана- литики, в том числе для распознавания лиц. Дмитрий Шатунов, ОКБ "АСТРОН" Каждое лицо, конечно, имеет свое индивиду- альное тепловое изображение. Но вот способы визуализации этого находятся сегодня на таком уровне, что в большинстве тепловых диапазо- нов лицо предстает как бы размытым. В длин- новолновом ИК-диапазоне спектра LWIR (8–12 мкм) пятно рассеяния объектива суще- ственно превышает размеры пикселя, что при- водит к уменьшению разрешения и размазыва- нию изображения. В области более коротких длин волн SWIR (от 0,9 до 1,7 мкм) размер дифракционного пятна рассеяния оптической системы близок к длине излучения и размеру фоточувствительного элемента. Удается построить изображения несколько более высо- кого разрешения и качества. Разрешение опти- ки и матрицы в SWIR-диапазоне сравнимы, поэтому возможно наблюдение уникальных особенностей и мелких деталей объектов, что несколько повышает вероятность их распозна- вания и идентификации, но не делает ее 100%- ной. Возможны разные подходы к улучшению качества изображения, но их подробное обсуж- дение уведет нас слишком далеко от практики. Павел Демидов, НПК "Фотоника" Возможно, лицо и имеет индивидуальное теп- ловое изображение, об этом надо спросить тех, кто проводил подобные исследования в меди- цине для диагностики различных заболеваний. Практически реализовать это затруднительно, так как невозможно обеспечить повторяемость условий съемки и существует множество внеш- них факторов, влияющих на результат. Николай Чура, Фирма "Видеоскан" На мой взгляд, идентификацию человека по тепло- визионному изображению лица трудно назвать эффективной. На это есть несколько принципиаль- ных причин. Во-первых, телевизионное цветное изображение существенно более информативно как по разрешению, так и по яркостному и цветовому контрасту (длина волны от 380 (фиолетовый) до 780 нм (красный), разница более чем в два раза. Причем цветовое восприятие составляющих разли- чается кардинально, даже если не брать в расчет полутона. Например, рабочие ИК-диапазоныMWIR и LWIR, которые, кроме того, обусловлены окнами прозрачности атмосферы, существенно уже, чем видимые (в 1,6 и 1,8 раза). Кроме того, в реально- сти они еще более узкие из-за особенностей мате- риалов фотоприемников. Более того, львиная доля современных тепловизоров работает, как правило, в диапазоне 3–5 мкм, где излучательная способ- ность предметов, находящихся при нормальной температуре (15–25 ˚С) крайне низка. Приборы с диапазонами чувствительности NIR 650–1400 нм и SWIR 1,4–3 мкм, строго говоря, вообще нельзя отнести к тепловизорам наблюдения, поскольку максимумы излучения в этих диапазонах соответ- ствуют температурам около 2 800 и 1 200 ˚С для абсолютно черного тела (АЧТ). И эти приборы при- меняются для совершенно других задач. Имеет ли человеческое лицо индивидуальное тепловое изображение и можно ли его идентифицировать с помощью тепловизора?