更新时间：2023-06-08 14:18
红外摄像机，是将摄像机、防护罩、红外灯、供电散热单元等综合成为一体的摄像设备。
红外摄像技术是安防监控领域常用的一种夜视技术，它实现夜视的基本原理是利用普通CCD黑白摄像机可以感受远红外线的光谱特性(即可以感受可见光，也可以感受红外光)，配合红外灯作为“照明源”来夜视成像。红外技术在1800年被发明之后，就被运用到生活之中。安防监控中的应用经过了近二十多年的快速发展，技术上都较为成熟。
红外摄像机发展的趋势将表现为：数字化、智能化、网络化、集成化。将会更加方便地联动其它安全防范设备，如温度、湿度、烟感、入侵等探测器，同时可以联动警号、锁具等动作设备，这使得它可以方便地组成一套功能强大的安全防范系统。
人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。
在一些军事大片中，士兵头戴夜视仪搜索前进似乎是少不了的场景。使用远红外线在黑夜中观察的夜视系统通常将视物渲染成单色图像。使用红外光照亮黑夜的夜视系统通常仅以绿色渲染场景，而无法显示出在正常光线下可见的颜色。一些较新的夜视系统使用超灵敏相机放大可见光，但这些相机几乎不能显示出漆黑环境中没有光可放大的颜色。
天文学家威廉爵士赫歇尔在 1800 年就发现了电磁波的红外频谱部分，自此,许多学科开始对这种无形的辐射进行研究。但是由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱和当时的技术水平限制等原因,近红外光谱技术一直没有得到很好的发展。
直到 20 世纪60 年代，商品化仪器的出现及 Nrris 等人所做的大量工作,提出物质的含量与近红外区内多个不同的波长点吸收峰呈线性关系的理论为起点。发展至今，近红外光谱成像技术的应用最主要是体现在红外摄影。
普通的摄影是在白光的条件下进行的，红外摄影师以人眼看不见的红外光源来进行照明摄影的。可见光摄影的效果和人眼所见相差不大，非可见光摄影的效果则和人眼所见有很大的差距，也因此被称为伪色摄影。
为了满足昼夜监控的需求，中国生产厂家早在2001-2003年间就开始探索红外摄像机领域了。
自2003年以后，技术逐步完善，红外摄像机也逐渐以规模化走向市场，由于其丰厚的利润，以及广阔的市场前景，使得很多厂家开始致力于红外摄像机的研发和生产。
随着安全防范行业不断的发展、技术的不断更新，用户对昼夜24小时监控的需求也愈发的强烈。因此配有红外光源的前端视频采集设备在视频监控领域所扮演的角色也更加突出。
基本上到2006年初，红外摄像机的整体格局已基本形成，并且在这几年中，红外摄像机应用中所暴露的起雾、进水、整机温度过高、稳定性差等诸多问题也都在逐步解决或改善之中。
2006年以后，红外摄像机市场逐步形成了供大于求的局面，厂家间的竞争也愈发白热化。
2007年前后，部分IP监控厂商开始推出了早期的IP红外摄像机，但是这一批IP红外摄像机一般都只支持到CIF分辨率，也没双滤光片设计，红外灯也只是采用最普通的技术，属于早期试验性的产品。
到2008、2009年，视频编码处理技术的应用日益成熟，支持D1分辨率的IP红外摄像机开始比较多的出现了，并且随着网络视频监控的普及获得了越来越多的应用。这一批IP红外摄像机采用专业的LED红外技术，红外工作距离可覆盖15米到80米。
2010年，随着高清视频监控的快速崛起，新一代的IP红外摄像机——高清红外网络摄像机开始涌现，这些摄像机不仅图像清晰度实现了720p、1080p高清效果，而且也采用了最新一代的红外灯技术，配备了高端的双滤光片设计。
红外摄像机分为主动和被动两种类型，但二者在工作原理以及应用范围等方面有很大的不同。
光是一种电磁波，其中可见光是为380~780nm的部分，红外线是波长为0.78~1000μm的部分。主动红外摄像技术是利用特制的“红外灯”人为产生红外辐射，发出远红外线去照射物体，利用成像元件（CCD或CMOS）去感受周围环境反射回来的红外光，从而实现夜视功能。红外灯照到物体表面反射回来的红外光线，也能进行光电变换生成光电荷，黑白CCD图像传感器可以感知这些光电荷而生成黑白图像。红外灯是发射红外线的光源，主要使用五组基本颜色的发光二极管，即红、橙、黄、绿和蓝。其发光方式可以分为直接式和反射式两种。
红外线发射二极管，属于发光二极管。它是可以将电能直接转换成近远红外线 (不可见光)并能辐射出去的发光器件，主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。红外线发射管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料不同。红外发光二极管通常使用确化 (GaAs)、铝化 (GaAlAs) 等材料，采用全透明或浅蓝色黑色的树脂封装。光谱功率分布为中心波长830~950nm，半峰带宽约40nm左右，它是窄带分布，为普通CCD黑白摄像机可感受的范围。其最(采用940~950nm大的优点是可以完全无红暴，波长红外管)或仅有微弱红暴(红暴为有可见红光)和寿命长。
自然界的任何物质，只要温度在绝对零度(-273℃)以上，都可以发出红外线。被动红外摄像机就是对目标自身发出的红热线进行探测并且根据红外辐射的分布生成图像的设备。由于目标辐射的红外线与其温度关系密切，所以被动红外摄像机又称为热成像仪或热成像摄像机。自然界的任何物质，只要温度在绝对零度(-273℃)以上，都可以发出红外线。被动红外摄像机就是对目标自身发出的红热线进行探测并且根据红外辐射的分布生成图像的设备。由于目标辐射的红外线与其温度关系密切，所以被动红外摄像机又称为热成像仪或热成像摄像机。
之所以会成像，就是把被摄像的那些光学图像转换之后，就会被转换成一种电信号，也就成为了信号源，而录像系统呢则会把信号源中送出来的电信号通过电磁转换系统呢，把它转换为磁信号，再把它记录在录像带上。如果摄像机需要用放像系统把这些画面播放出来的话，只需要操作有关的操作键，把磁信号变为电信号，在经过放大处理就能成像了。
红外摄像机主要由以下几个部分组成：镜头、光学过滤器、图像传感器、信号处理器、耐热外壳等。其中，图像传感器采用CCD或CMOS材料制成，可以将远红外线信号转化为数码信号输出。信号处理器则负责对图像进行调整和处理，保证拍摄出的图像层次清晰、色彩真实。
红外光是一种波长大于780nm的不可见光。一般目前的红外摄像机的红外灯有2种类型。使用红外发光二极管LED或LED阵列来产生红外光。这种器件是通过砷化镓(GaAs)半导体中的电子与空穴复合来产生红外光；使用红外激光二极管LD，也可作红外光源。但它要把处于较低能态的电子激发或泵浦到较高能态上去，通过大量粒子分布反转，共振而维持受激辐射远红外线。通电后经PCB电路板将电流传输到可把电能转化为光能及热能的红外灯芯上，由红外灯发射出红外光并投射到物体上。
收集红外灯投射到物体上后反射的红外光，经聚焦处理成像后传送至摄像主板感光元器件(CCD/CMOS)。
感光元器件(CCD/CMOS)将接收到的红外光成像由光转换为电流信号经PCB电路板传输到各工作IC电子元器件进行处理，最终经微处理芯片(DSP)转化为视频信号输出。
固定以上各部件的组合，对以上各部件进行保护，达到防水、防尘、防击的作用。同时让整个产品更美观。
图像传感器有CMOS和CCD两种模式。CMOS既互补性金属氧化物半导体，CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。不像由二极管组成的CCD、CMOS电路几乎没有静态电量消耗。
A/D转换器的功能是将图像和声音等模拟信号转换成数字信号。基于CMOS模式的图像传感器模块有直接数字信号输出的接口，无须A/D转换器。而基于CCD模式的图像传感器模块如有直接数字输出的接口，亦无须A/D转换器，但由于此模块主要针对模拟摄像机设计，只有模拟输出接口，故需要进行A/D转换。
经A/D转换后的图像、声音数字信号，按一定的格式或标准进行编码压缩。编码压缩的目的是为了便于实现音/视信号与多媒体信号的数字化；便于在计算机系统、网络以及万维网上不失真地传输上述信号。
摄像机支架一般均为小型支架，有注塑型及金属型两类，可直接固定摄像机，也可通过防护罩固定摄像机， 所有的摄像机支架都具有万向集团调节功能，通过对支架的调整，即可以将摄像机的镜头准确地对向被摄现场。有云台场合一般运用云台支架，有些支架为配合无云台场合的中大型防护罩使用，在支架的前端配有一可上下调节的底座大型室外云台一般采用摄像机支架大型支架。。
红外摄像机在以迅雷不及掩耳之势发展壮大的同时，产品类型也在不断多样化。在市场上搭配普通LED红外灯、LED阵列、点阵式红外阵列、激光红外等作为主动红外摄像机的产品层出不穷。
LED红外灯是由一定数目的红外发光二极管组成发光体。红外发射整流管由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓GaAs)制成PN结，外加正向偏置电压向PN结注入电流激发远红外线，光谱功率分布为中心波长830~950nm，半峰带宽约40nm左右，它是窄带分布，为摄像机可感受的范围。LED红外摄像机一般适用于10~100米中短距离，市场占有率最高，但是存在光照不均匀问题，主要适合于楼道、大厅、仓库等室内及建筑物外围、小区周界、道路等中短距离监控。
阵列式红外灯的内核为发光二极管阵列(LEDArray)，与传统的LED相比其亮度高、电-光转换效率高、体积小、寿命长阵列式红外灯产品有一个明显的不足，即“偏心现象”。由于其发光角度可达到120-180度，因此必须通过透镜来缩小送光角度，以配合摄像机镜头，这样不可避免的很多光就偏离了透镜的中央，造成送光效率不佳。阵列式红外灯的内核为LEDArray，它是一个战略式的LED，其中央圆形发光的部分比指甲盖还小，但是在这么小的范围里面它发出来的光线非常的大，产品光路结构上使用非球面光学玻璃透镜，投射光斑非常均匀，大大提高了监控夜视画面清晰度，达到可识别面貌的新阶段。
卤素灯的发光功率非常强大，当然耗电量以及发热也会相对比较大，成本比较高，它的致命缺点是体积大、散热不充分，寿命非常短，一般都在一千小时以内，而且红暴现象特别严重，故不适合用于民用夜视监控方面。卤素灯红外摄像机因功率大且有滤光片光热转换，所以发热问题尤其严重，维护成本较高、寿命短。
采用的是点阵式红外灯光源。点阵式红外灯使用的第三代红外发光元器件是在第二代产品——阵列式红外灯(LED--Array)的基础上发展而来，因此也叫第二代LED—Array。第二代LED—Array跟代相比的优点是体积小、散热好、衰减慢、寿命长，额定寿命为50000个小时。
激光红外摄像机照射距离最远一般可达300~5000米，由于能量集中，角度小近距离不宜采用，目前成本仍较高。比较适合于森林防火、油田、铁路、水利、景区、军事、养殖、港口和平安市场等场所的监控，随着成本的进一步降低，目前已经应用到包括小区在内的众多需要夜视监控的领域。因而，红外摄像机需要根据具体使用环境，特别是夜晚环境情况来确定摄像机类型。
红外摄像机以枪机和半球居多，而近两年来红外球开始涌现并成为红外摄像机中的明星产品。激光红外一般在云台型摄像机中出现的较多。红外枪机多安装于室外，所以一般要求防水。半球产品早先以海螺型的居多，近年来开始与防暴防拆结构配合。球机产品内置机芯，红外灯组要与机芯相配合而变倍，并且红外距离较远，一般可以达到80米以上。激光云台多用于远距离监控的场景，配备的激光线外一般可以达到三四百米，甚至更远。
红外摄像机的产品分类还可以根据其功能分类，分为安防监控摄像机和热像仪。
家庭监控的概念几年前就已出现，直到最近两年这一概念才逐渐成为新的消费热点。家庭安防不仅是一种产品，更是一种全新的生活方式。
红外热像仪是一种利用物体红外辐射特性区分物体表面温度及热量分布情况的热成像设备。红外热像仪适用范围广、检测面积广、检测速度快、携带方便以及可实时显示检测结果。可以应用在机务维修工作中，例如引气渗漏探测以及液体泄漏德检测。
红外摄像机可避免低光照导致的监控图像质量较低情况，被广泛应用于状态监控过程中。
分辨率高
红外线摄像机在夜晚或光线不足的情况下，仍能输出清晰高质量的图像。红外线摄像机的画面分辨率一般都非常高，可以达到1080P或更高。
色彩还原准确
某一品牌的实时水平分辨率约为660--680TVL。再换上24色彩还原测试卡，再比对测试卡及经过摄像机处理所得的图像效果，直观感觉色彩还原基本准确。在约4000K的暖色光照环境下，该机的色彩还原准确。
隐蔽性好
红外热成像技术是一种被动式的非接触的检测与识别，隐蔽性好，使用热成像仪隐蔽性好，不易被发现。
响应速度快
每秒50HZ图象输出，可完全穿透浓烟，部分衰减地穿透浓雾。 不需要可见光，在夜晚图象清晰度甚至超过白天。
对温度敏感
根据温度来成图象，可定量标识温度数据，并可由用户自定义温度报警限度。既有森林的红外温度图像显示、又有温度数据同时显示、还有温度异常报警信号输出。
监视面积大
红外热像监控头工作状态时，被动探测画面中所有目标的红外热量辐射，它具有76800个探测器单元，同时测量全画面中76800个像数点的温度数据，成温度分布热图象。探测角度为水平24º，垂直18º，探测有效面积与距离有关。 红外热像监控头属于面阵探测设备，监视面积极大。目前手持式及装于轻武器上的热成像仪可让使用者看清800m以上的人体 ；且瞄准射击的作用距离为2～3km； 在舰艇上观察水面可达10km ； 在1.5km高的直升机上可发现地面单兵的活动 ；在20km高的偵察机上可发现地面的人群和行驶的车辆，并可分析海水温度的变化而探测到水下潜艇等。
由于采用了特殊成像技术，所以价格相对较高，而且在显色方面与传统监控设备略有差异。
防水效果不佳
一般红外摄像机都采用密封设计，防护等级达到IP66。但是红外灯开始工作时会产生大量的热量，同时由于部外壳的散热效果不够和机器本身的密封性不好，造成机器在使用一段时间之后，里面或多或少会出现汽水(此现象主要集中在北方地区)，影响监控效果。这部分有的厂家采用透气设计，增加透气阀便于和外部温度交换，有的采用充氮，确保机器内部为惰性气体，以确保没有水汽。
夜视效果不佳
此现象主要表现是手电筒的效果或者是距离不够等等。其实这个问题主要是红外灯的角度和功能所造成的，红外摄像机所使用的红外灯峰值波长在850，角度从5-60度可以选择，当红外发射管角度越小时照射距离越远，手电筒的效果就越明显，反之，角度越大就没有手电筒的效果，但是距离就大打折扣，要解决这个问题主要是看厂家想追求什么样的效果和什么样的成本，当然红外发射灯的功率和价格是成正比的，距离可以达到多少。天津天地伟业数码科技有限公司的红外摄像机产品全部采用业内一流的红外灯和透镜，确保夜视效果，彻底消除手电筒效应。
图像偏色
所有的黑白摄像机都是感应远红外线的。在可见光条件下，红外光线对于彩色摄像机来讲是一种杂光，会降低彩色摄像机的清晰度和色彩还原。针对红外摄像机监控图像的偏色问题，我们通过调试CCD上的RGB色调来作DSP处理，这种做法治标不治本，而且并不是每个生产厂家都具备这种芯片处理能力;通过滤光片切换，白天用全部滤除红外线的滤光片，晚上则用一个普通水晶片修整光线;通过机型的改变，用双CCD的红外摄像机取代IRCUT摄像机，在保证白天不偏色的情况下，还可以增长红外摄像机使用寿命。
不稳定
这是因为部分不管是配置了IRCUT双滤光片还是用双峰滤光片的摄像机在某些复杂的光线的环境下不能稳定的工作造成的，同时因为多数厂家都是使用简单的如光敏电阻感应器等方式去控制IRCUT双峰滤光片的工作状态，其临界点的反复跳变就不能尽人意了。这部分彻底的解决办法是光敏联动内部传感器，通过采用智能芯片来控制，其模糊逻辑能力能有效控制IRCUT双滤光片的工作状态。
散热
由于配置了发热量较大的红外灯，红外灯在启动后，整个工作时间段内(以12小时计)在红外摄像机前部会有热量集中，即腔体内前端温度偏高。使用功耗小的红外灯代替大功耗的红外灯，虽然降低了散热量，但是在照射长距离的时候，效果肯定不如后者。在机器内部加散热风扇，这样做效果肯定是有的，不过那样对风扇的考验是要很严格的，而且加了风扇对于外壳的设计上也是个考验，要保证美观还要实用。
与传统的摄像机相比，红外摄像机拥有更佳的成像效果和更大的使用范围。但是在价格和显色方面略逊于传统监控设备。而有一个产品和红外摄像机非常的类似，它就是白光摄像机，它一般是在夜间提供微光摄像的摄像机，白光摄像机最大的特点就是可以在夜晚将图像成为彩色图像。
影响红外摄像机摄像质量的有以下几种
环境照度
现在市场销售的红外摄像机大多都采用光学成像技术，摄像机要想正常成像，必须要有光照来源。当环境光线强度恰当时，摄像机才能获得清晰锐利的成像画面，环境照度偏暗或者偏亮都会影响成像效果。如果我们要提高红外摄像机的清晰度，首先就要改善环境光照的情况，具体可以选用高品质的红外灯。
CCD板的灵敏度
CCD的灵敏度越高，它的感光能力也就越强，市场上销售的CCD种类众多，有些板机具备低照度能力，有的板机感光能力较差，按照常理来说，低照度CCD板机更适合在夜晚监控中使用，它能在夜晚微光环境中获得较为清晰的监控图像。
对于红外摄像机清晰度的提升相当重要，一台对焦不准的摄像机就像，就像得了近视眼的人一样，眼前模糊一片，看不清监控目标。解决好镜头对焦问题，主要是要保证摄像机镜头不失焦，因此大家在组装定焦摄像机时，一定先要调整好焦距。。
图像还原性
因为下球罩是曲率半径很小的球体，其厚薄不均匀或采用较差的聚炳烯材料制作都会严重影响到图像质量，要看图像是否会有明显的变形和光损，其次再看图像的清晰度、色还原性、灵敏度等;还要看供电方式，是交直流自适应或是交流(24VAC)供电的;要看安装调节的方便性和适应性。
透雾引擎技术
DSP技术，可自动侦测图像中的灰度雾像数据，并统计全区图像的亮度数据，经由高精细图像处理算法，结合图像处理芯片灰阶曲线变换，针对各点计算出修正曲线及对比度，实时地调整图像的动态范围曲线并强化色彩还原度，用以减少雾气对图像所产生之原始的影像干扰，还原真实图像。
将红外线摄像机安装在家中，可监测家庭安全，保护家庭财产。广泛应用于商场、社区、银行、仓库等安全敏感区域的视频安全监控，尤其是夜间防范。
工业制造
红外线摄像机用于检测温度分布，监测机器运行状态，并防止机器过热。石化行业中许多重要设备都需要在高温高压环境下工作，这很容易造成安全隐患。根据安全生产要求，需要对其进行实时监控，以及时消除隐患。红外热成像技术的使用可以检测产品传输和管道，耐火和隔热材料以及各种反应炉的腐蚀，破裂，变薄，堵塞和漏气，从而收集相关的检查信息。精炼厂使用热成像技术来检测潜在的安全隐患，例如催化裂化装置，反应堆排气设备和熔炉，安全阀和蒸汽疏水阀，以及地下管道的暴露和浅埋。它可以在早期阶段快速准确地检测安全隐患。
消防及警用
在地震、火灾、交通事故、飞机事故、海难等各种事故中用于搜索救援，警务人员可在夜间或隐蔽的条件下实施搜索、观察或追踪等。
医疗检疫
通过观测受病体或病变组织的温度差异情况，在群体中区分病体进行检查，在2003年的非典疫情及之后的禽流感病毒、甲型H1N1流感、新冠肺疫情防治出外热成像仪的应用对及时发现病体、避免疫情蔓延起到了至关重要的作用。
环境保护
环保领域在环保领域，热成像改变了秸秆焚烧监测工作发现火情的模式，由过去人工巡逻变为设备自动巡检，从而大幅提高了管控处置的效率，并起到了强化警示作用，焚烧秸秆的事件发生率大幅下降，有效地保护了大气环境。
军事用途
红外线摄像机拥有夜视能力，广泛应用于军事拍摄、侦查和监视任务。在地面航空武器系统中，红外成像克服了主动近红外成像和微光夜视的困难，配有红外热瞄准具的反坦克导弹和步枪等武器能在夜间对目标进行精确定位、跟踪和射击。配有红外夜视仪的坦克等车辆可在夜间关灯行驶，辅助车长在夜间进行观察指挥，帮助炮长在夜间进行瞄准射击。
全球和中国红外摄像机市场在2022年的市场容量各达到321.6亿元（人民币）。上游涵盖材料、芯片设计制造、探测器封装等，技术难度以及价值量最高，在整个产业链中占据主导地位，中游以机芯集成与整机、系统生产厂商为主，下游广泛应用于红外制导、武器瞄具、光电载荷、辅助驾驶、安防监控、工业测温、个人消费等领域。
红外夜视摄像机被越来越多的安全系统改装为主要安全监控设备，使得红外夜视摄像机市场规模有了显著增长。与此同时，由于红外夜视摄像机具有良好的可靠性、安装简便、抗环境干扰等优点，其被广泛应用于各种应用场景，进一步拓展了红外夜视摄像机的市场。并且改装为红外设备，在坦克装甲车辆、舰船、飞机以及制导武器等也均有配备需求，根据测算，中国军用红外市场的市场总容量或达300亿元以上。
新一代的高清红外摄像技术，必将在夜视监控领域引起一场新的技术革命，使人们的监控视野不断地延伸，从而满足不同应用领域对夜视监控的要求。随着人们对高清红外摄像机的认知度进一步提高和应用领域的扩展，及其所带来的规模化生产效应，生产成本必将大大的降低，从而使红外技术得以进一步推广和普及。