新型传感器原理报告
题目 红外成像
摘 要
本文介绍了红外成像技术的由来，并结合几种不同的红外探测器件，仔细分析了红外成像的基本原理；探讨了红外成像技术的国内外发展情况、当今现状和未来发展趋势；论述了红外成像技术在各领域的重要应用。
关键词：红外成像；红外探测；发展现状；技术应用
目 录
摘要 ........................................................................................................................ I
第1章 引言 ......................................................................................................... 1
第2章 红外成像原理 ..................................................................................... - 2 -
2.1 红外变像管成像 ................................................................................ - 2 -
2.2 红外摄像管 ........................................................................................ - 3 -
2.3 集成红外电荷耦合器件 .................................................................... - 3 -
2.4 红外成像仪 ........................................................................................ - 4 -
第3章 国内外红外成像技术的发展及现状 ................................................. - 6 -
3.1 国外红外成像技术发展的进展及现状 ............................................ - 6 -
3.1.1 初级阶段(20世纪40年代至80年代初，约30年) .............. - 6 -
3.1.2 中级阶段前半期(20世纪80年代至21世纪初，约20年) .. - 7 -
3.1.3 国际上红外成像技术的发展现状............................................. - 7 -
3.2 国内红外成像技术的进展 ................................................................ - 8 -
3.3 红外探测技术的发展趋势 ................................................................ - 9 -
第4章 红外成像技术应用 ........................................................................... - 11 -
4.1 红外成像技术在军事上的应用 ...................................................... - 11 -
4.2 红外成像技术在工业上的应用 ...................................................... - 11 -
4.2.1 钢铁工业中的应用................................................................... - 11 -
4.2.2 在电力工业中的应用............................................................... - 12 -
4.2.3 在石化工业中的应用............................................................... - 12 -
4.3 红外成像技术在医学上的应用 ...................................................... - 12 -
4.4 红外成像技术在监控、公安、消防中的应用 .............................. - 13 -
4.4.1 夜间以及恶劣气候条件下目标的监控................................... - 13 -
4.4.2 对伪装及隐蔽的目标进行智能视频监控与识别................... - 13 -
4.4.3 消防安全的智能监测............................................................... - 13 -
结论 ................................................................................................................. - 15 - 参考文献 ......................................................................................................... - 16 -
第1章 引 言
1800年，英国物理学家赫歇尔研究单色光的温度时发现：位于红光外，用来对比的温度计的温度要比色光中温度计的温度高，于是称发现一种看不见的“热线”，称为红外线。
红外线位于电磁波谱中的可见光谱段的红端以外，介于可见光与微波之间，波长为0.76～1000μm ，不能引起人眼的视觉。在实际应用中，常将其分为三个波段：近红外线，波长范围为0.76～1.5μm ；中红外线，波长范围为1.5～5.6μm ；远红外线，波长范围为5.6～1000μm 。它们产生的机理不太一致。我们知道温度高于绝对零度的物体的分子都在不停地做无规则热运动，并产生热辐射，故自然界中的物体都能辐射出不同频率的红外线，如相机、红外线胶片自身等。在常温下，物体辐射出的红外线位于中、远红外线的光谱区，易引起物体分子的共振，有显著的热效应。因此，又称中、远红外线为热红外。当物体温度升高到使原子的外层电子发生跃迁时，将会辐射出近红外线，如太阳、红外灯等高温物体的辐射中就含有大量的近红外线。
在许多场合，人们不仅需要知道物体表面的平均温度，更需要了解物体的温度分布情况，以便分析、研究物体的结构，探测物体内部情况。借助不同波段的红外线的不同物理性质，可制成不同功能的红外探测器，将物体的温度分布以图像形式直观的显示出来。
第2章 红外成像原理
红外成像技术是一项前途广阔的高新技术。自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像。
红外成像技术是指借助对红外线敏感的探测器，来记录物体对红外线的辐射、反射、散射等信息，通过分析，揭示出物体的特征及其变化的科学技术。红外成像技术中能获得图像信息的仪器有：使用红外线胶片的照相机，具有红外摄影功能的数码相机，热像仪等。虽然它们都利用红外线工作，但成像原理和所成的图像的物理意义有很大的区别。下面根据不同成像器件对成像原理作简要介绍。
2.1 红外变像管成像
红外变像管是直接将物体红外图像变成可见图像的电真空器件，主要由光电阴极、电子光学系统和荧光屏三部分组成，并安装在高空密封玻璃壳内，红外变像管示意图如图2-1
所示。
图2-1 红外变像管结构图
当物体的红外辐射通过镜像照射到光电阴极上时，光电阴极表面的红外敏感材料——蒸镀的半透明银氧铯，接受辐射后，便发射光电子。光电阴极表面发射的光电子密度的分布，与表面的辐照度的大小成正比，也就是与物体发射的红外辐射成正比。光电阴极发射的光电子在电场的作用下飞向荧光屏，荧光屏上的荧光物质受到高速电子的轰击便发出可见光。可见光辉度与轰击的电子密度的大小成比例，即与物体红外辐射的分布成比例。这样，物体的红外图像便被转换成为可见光图像。人们通过观察荧光屏上的辉度明暗，便可知道物体各部位的温度分布情况。
2.2 红外摄像管
红外摄像管是将物体的红外辐射转换成电信号，经过电子系统放大处理，在还原为光学像的成像装置。种类有光导摄像管、硅靶摄像管和热释电摄像管等，前两者工作在可见光或近红外区，而后者工作波段较长。热释电摄像管如图2-2所示。
图2-2 热释电摄像管结构图
靶面为一块热释电材料薄片，在接收辐射的一面覆以一层对红外辐射透明的导电膜。当经过调制的红外辐射经过光学系统成像在靶面上时，靶面吸收红外辐射，温度升高到释放出电荷。靶面各点的热释电与靶面各点的温度变化，又与靶面的辐照度成正比。当电子束在外加偏转磁场和纵向聚焦磁场的作用下扫过靶面时，就得到与靶面电荷分布相一致的视频信号。通过导电膜取出视频信号，并送到视频放大器放大，然后再将放大的视频信号送到控制显像系统，在显像系统的屏幕上便可看到与物体红外辐射相对应的热像图。
2.3 集成红外电荷耦合器件
集成红外电荷耦合器件（红外CCD ）是最理想、最有发展前途的固态成像器。CCD 成像原理图如下图2-3所示。
图2-3 CCD成像原理图
CCD 首先是线性光/电器件，可将照射到表面的光的强弱转换成电信号。CCD 片由众多的光电器件组成阵列，其成像是一种矩阵扫描过程，当景物光照射到CCD 表面时，矩阵高速开关电路逐行逐点地将每点的电信号按顺序输出(将信号读出) ，便可完整地将整幅景物电信号扫描出来。同理，液晶显示器也是采用矩阵扫描的方式显示图像。只是CCD 通过矩阵输出逐行逐点的电信号，而显示器是通过高速矩阵逐行逐点将电信号还原景物图像。
2.4 红外成像仪
根据成像原理和成像对象的不同，红外成像仪种类很多，其中热像仪工作原理如图2-4所示。
热像仪的光学系统为全折射式。物镜材料为单晶硅，通过更换物镜可对不同距离和大小的物体扫描成像。光学系统中垂直扫描和水平扫描均采用具有高折射率的多面平行棱镜，扫描棱镜由电动机带动旋转，扫描速度和相位由扫描触发器、脉冲发生器和有关控制电路控制。前置放大器的工作原理如2-5图所示。
图2-4 热像仪工作原理
图2-5 前置放大器的工作原理
红外探测器输出的微弱信号送入前置放大器进行放大。温度补偿电路输出信号也同时输入前置放大器，以抵消目标温度随环境温度变化而引起的测量值的误差。前置放大器的增益可以通过调整反馈电阻进行控制。前置放大器的输出信号，经视频放大器放大，再去控制显像管荧屏上射线的强弱。由于红外探测器输出信号大小与其所接收的辐照度成比例，因而显像管荧屏上射线的强弱亦随探测器所接收的辐
照度成比例变化。
第3章 国内外红外成像技术的发展及现状
3.1 国外红外成像技术发展的进展及现状
红外成像探测技术已经有近60年的历史，至今红外成像探测技术也已经走过了50多年的发展历程，先后经历了越南战争、冷战军备竞赛、新军事革命等不同历史因素的促进，并经受了实战的考验，红外成像探测系统的体制、理论、方法、技术和应用都已得到很大的发展。由于在红外成像探测领域的技术进步，在各种不同应用领域的性能也显著提高。
进入21世纪后的10多年间，红外成像探测系统所面临的目标、环境、任务使命，以及支持红外成像探测系统研制、试验、生产的相关技术，都发生了深刻的变化。目前，红外成像探测技术仍在高速地发展和演变，并衍生出一些新的概念、体制和技术，以适应以信息化网络化战争和非对称作战为代表的新的战争形态和作战方式，对红外成像探测系统提出了严峻挑战。
按照事物发展的普遍规律，将红外探测技术的整个发展划分为初级、中级和高级3个阶段，目前正处于中级阶段的后半期。
3.1.1 初级阶段(20世纪40年代至80年代初，约30年)
这阶段的发展从20世纪40年代出现的基于调幅调制盘和硫化铅短波红外探测器的第一代红外探测系统算起，到20世纪60年代到80年代发展的基于调频调制盘、圆锥扫描调制盘、单元制冷锑化铟探测器、十字型多元探测器、玫瑰扫描跟踪器的红外探测系统，以及基于单元或多元长波探测器的初期的红外成像跟踪器，可算作红外探测系统发展的初级阶段。在这个阶段，飞机的发明和大规模应用于世界性战争，对飞机实现远距探测、告警和拦截的急迫需求，极大地刺激和推动了红外探测系统、红外探测理论和基础技术的高速发展，使红外探测系统得以在实战中用于空空导弹和便携式低空导弹等防空导弹，并在多次战争中发挥了重要的作用。这一时期，红外探测体制由最初的调幅调制盘、调频调制盘、圆锥扫描调制盘体制，发展为十字叉多元探测器、玫瑰扫描跟踪器的脉冲调制体制；工作波段由短波红外扩展到中波红外、长波红外波段；单元和多元的硫化铅、锑化铟和碲镉汞红外探测器技术和信号处理理论都得到极大发展。这一时期主流红像探测系统的主要特征是点源探测、单波段探测和一维信号空间处理(时域一维检测) 。
3.1.2 中级阶段前半期(20世纪80年代至21世纪初，约20年)
本阶段的发展从20世纪80年代，基于长波碲镉汞线列探测器(64元、120元、180元) 的第一代前视红外探测系统的出现，至基于TDI 型二维探测器焦平面阵列与二维中等规格红外探测器焦平面阵列的第二代红外成像探测系统列装并普遍装备，以及基于非制冷二维红外探测器焦平面阵列的低成本非制冷红外探测系统装备，可算作红外探测系统发展中级阶段的前半期。在这个阶段，与红外成像探测相关的基础技术不断取得重大突破，冷战期间前苏联和北约大量装备的坦克、装甲战车、高速喷气飞机、武装直升机、中远程弹道导弹、掠海反舰导弹、军用卫星和大规模应用于冷战军备竞争，使得红外探测技术得以继续保持高速发展，并广泛应用于天基弹道导弹预警、机载舰载红外搜索跟踪、机载导弹发射预警、机载星载对地监视侦察、反导反卫动能拦截弹、空空导弹、空地导弹、反舰导弹、反装甲导弹精确制导等领域。这一时期，红外成像探测技术的主流发展方向是单色、双色红外凝视成像探测体制，同时发展了基于滤光片轮、共孔径分裂片/反射镜、分离孔径多传感器的多光谱成像系统。这一时期主流红外成像探测系统装备的主要特征是：中等规格红外焦平面凝视探测(单波段或双波段) 、采用滤光片轮、共孔径分裂片/反射镜、分离孔径多传感器的多光谱成像系统和二维信号空域处理或三维空-时处理。
3.1.3 国际上红外成像技术的发展现状
从21世纪初开始，单波段大规格、小像素红外焦平面阵列、大规格双色/多色红外焦平面阵列、灵巧红外焦平面阵列开始得到迅速发展，基于大规格红外焦平面阵列、双色/多色中规格红外焦平面阵列的第三代红外成像探测系统开始列装，到目前开始探索的新概念、新体制红外成像系统未来形成装备的时期，可算作红外成像探测系统发展的中级阶段的后半期，也是目前正经历的发展阶段。这一时期，红外凝视成像探测体制正在进一步演化成双色、多色红外凝视成像探测体制；偏振红外探测、新体制大视场高分辨率红外成像探测体制、主动式激光雷达三维成像体制、激光主动成像/红外被动成像多维复合成像体制和协同探测/分布式/网络化红外成像探测体制，也将开始成为发展热点，将部署具有更高能力的、具有更高分辨率、多光谱能力和数据融合信息处理的战略卫星传感器；承载平台将由天基扩展到临近空间等平台；与红外成像探测相关的红外焦平面阵列和数字处理等基础技术已取得很大成就，现有的成熟的碲镉汞、锑化铟等焦平面技术的探测率等性能参数已非常
接近于物理极限，第三代红外双色焦平面阵列将逐渐成熟，并孕育着II 型超晶格红外焦平面阵列、量子阱量子点红外焦平面阵列、高性能大规格非制冷或小制冷量红外焦平面阵列、单光子和光子计数探测器及阵列、数字化焦平面阵列、自适应多波段红外焦平面阵列、灵巧红外焦平面阵列等新的重大突破，从而为红外成像技术的进一步发展提供新的空间。该阶段主流红外成像探测系统装备的主要特征将是双波段/多波段红外凝视探测和多维信号空间处理(TBD，方位-俯仰-时间三维跟踪检测；距离-方位-俯仰三维处理；多波段、多偏振方向等构成的多维信号空间) 。
3.2 国内红外成像技术的进展
中国的红外线技术起步于1985年，现与西方相比有10年左右差距，红外影像技术更有15年左右的差距，70年代上海第11和211技术物理研究所首先对这方面进行研究。近几年来，中国的红外成像技术得到突飞猛进的发展，与西方的差距正在逐步缩小，有些设备的先进性也可同西方同步。如目前己能生产面积小于30μm2的1000×1000像素的探测器阵列，由于采用了基于锑化銦的新器件，目前己达到了分辨率小干0.01℃的温差，使对目标的识别达到更高的水平。中国在近红外和中红外技术的研究应用已有较高水准，其中单元及多元近红外和中红外光敏元件的生产技术比较成熟，用于武器系统的目标点源探测、追踪和导引，已广泛在中国三军中推广应用。如用于部队的便携式野战热像仪，反坦克飞弹、防空雷达以及坦克、军舰火炮等。
1980年代初以来中国在长波红外元件的研制和生产技术有很大进展，目前自制长波单元碲镉汞（HgCdTe ）元件的生产工艺较成熟，元件黑体探测度D 可达（2至5）/1010公分H1/2/W响应度达104V/W，能稳定量产，成品率相当高，可用于医疗。用于导引的红外影像设备需有足够空间和温度分辨率，对高速运动目标能实时成像，故需要研制高性能的多元线列元件或凝视焦平面阵列器件，以简化成像扫瞄机构，适应武器系统恶劣工作条件及实时成像的要求。
中国科研部门在80年代后期终于突破了长波蹄镉汞材料关键技术及元件生产工艺难关。1989年研制出高性能60元线列元件，平均黑体D 达2×1010公分H1/2W以上，响应度达10V4/W。1990年春运用该元件研制了与电视兼容的实时红外影像样机，灵敏度、空间和温度分辨率都达到很高的水准，它为中国红外影像导引技术奠定了基础。另外，大陆自80年代中期开始研究双色红外亚成像导引挂术，单项技术获得
重大突破，己完成原理样机研制进入实际试验阶段。在红外影像对目标的智慧型识别及追踪方面，中国己将自制全数字化红外线影像智慧型识别追踪电子组合与红外热像仪整合，构成自动目标捕获与追踪系统。87年11月在各种气象条件下进行试验，在复杂背景下完成了对不同型号战机捕获和稳定追踪的功能；1989年4月又进行了夜间对飞机的自动截获和追踪，以及目标在低空飞行中被遮挡情况下记忆追踪的试验。这项技术成果将陆续应用于自制的红外影像空对空近距缠斗飞弹和陆军野战防空探测系统。
进入90年代以来，中国在红外影像设备上使用的低噪音宽频带前置放大器、微型致冷器等关键技术方面已有了很大的进步。1990年代以来，进展有加速的迹象，并走出实验室运用于试验性的武器装备上，部份并已进入部队服役。陆军在这方面应用较多，目前已有多种便携式野战热像仪投产，红箭8反坦克飞弹载具的瞄准镜也使用红外影像技术，作为国防科工委重点之一的7551工程，其中的空中盾牌火控热像仪是防空射控系统中红外雷射雷达系统的配套产品，属于北方公司的重点外贸军品，系由红外影像通用组件构成，对歼6之类战机的迎头探测距离12至15公里，部份亦在中国陆军试用。205所、211所、214所为战车、反坦克飞弹、攻击直升机和红旗七号（FM-80的光电追踪器）研制的通用组件红外热像仪，亦完成试验即将投产。正研制中的新世代驱逐舰亦会使用这类装备。去年研制成功的火网近防舰炮系统中，（采用两座俄罗斯AK-630M1型30毫米机炮），所配备的OFD-630光电跟踪仪也可以做这种改进，另外红外成像型潜望镜也在研制中，预计到下世纪初，中国的新型舰艇大都装有红外影像的光电火射系统。
3.3 红外探测技术的发展趋势
未来的红外成像探测技术将突破现有思路的束缚，由目前集中式的信息获取、基于设备的探测模式、单频段单偏振方向的系统构成、基于统计的检测方法，向分布式信息获取、基于体系的探测模式、多频段多偏振方向的系统构成、自适应及智能化的工作模式、环境知识辅助的检测方法等方向拓展。同时，利用天基和临近空间等平台的红外成像探测技术，将得到更加广泛的重视。这些努力将最终演化出实现更高性能红外信息获取的全新一代的红外成像探测体制、装备、系统和体系。未来新型红外成像探测装备的主要特征将可能是：三维多视角布局(如立体网格探测；多站分布式/网络化红外成像探测) 、多探测器复杂构型和高维信号空间处理(例如，
TBD ，距离-方位-多普勒-时间，方位-俯仰-光谱-偏振向等多维跟踪检测；全谱段、全偏振向、多信息源等构成的多维信号空间)
从目前美国陆军、空军、海军、DARPA 、导弹防御局所制定的，与军用成像探测相关的发展计划来看，美国在红外成像探测技术领域的重点发展方向是：新概念大视场高分辨率红外成像技术、具有远距离识别能力的红外多光谱成像及红外偏振成像技术、分布式网络化红外成像探测技术和低成本高性能红外成像技术等。红外成像探测系统由光学、红外探测器、视轴瞄准与跟踪子系统、信息处理和提取子系统等组成，对于分布式网络化红外成像探测系统还要包括通信子系统。在红外成像探测系统发展的初级和中级阶段前半阶段，技术发展和创新的重点在红外探测器及信息处理和提取技术方面，但一个红外成像探测系统的最终的性能取决于各种组件技术的综合集成，因此，从中级阶段后半阶段开始，更加注重结合已有的探测器技术、新的探测器技术，通过新颖的光学技术和计算成像等新概念的成像机理来满足新的需求。
1) 新概念大视场高分辨率红外成像与探测技术
2) 新型多光谱红外成像/偏振红外成像技术
3) 基于压缩感知的红外成像-信息处理、提取一体化技术
4) 分布式协同组网敏感技术
5) 低成本、高性能红外成像技术
6) 基于高拟真度建模和实时分布式场景生成的多波段红外成像仿真技术
第4章 红外成像技术应用
红外成像技术是一种通过摄取景物热辐射分布图像，并将其转换为人眼可见图像技术，近年来红外成像技术发展迅速，在军事、工业、医学等各领域显示出越来越重要的应用。
4.1 红外成像技术在军事上的应用
红外成像技术起源于军事技术，随着红外成像技术的发展与成熟，其在军事领域的应用也越来越广泛，为增强国家自身防御能力和提高夜战水准做出了巨大贡献。
红外成像设备已成为现代高技术常规兵器装备中不可缺少的重要部分。陆军主要将其用于夜间监视、瞄准、侦察、射击指挥、制导和防空等；海军主要将其用于监视、巡逻、观察和导弹跟踪等；空军主要将其用于轰炸机、侦察机和攻击机等的导航、着陆、营救、空中侦察、高空摄影和射击投弹等。从空间到地面，从水下到空中，红外成像设备都发挥着极其重要的作用。
其中红外夜视仪和红外枪瞄系统可以使士兵在黑暗环境中发现潜在的“敌人”，并精确瞄准，大大提高了单兵的作战能力，目前红外夜视仪已经成为各国军队普遍采用的装备。在制导领域，红外成像制导技术目前已经成为研究的新热点，这是一种可以使导弹威力倍增的高效费比技术。其具备隐蔽性好、能昼夜工作、穿透烟雾能力强等优点，是一种准全天候的制导方式，具有在各种复杂战术环境下自主搜索、识别和跟踪目标的能力。
4.2 红外成像技术在工业上的应用
红外成像技术实际上是作为一种高级测温技术应用于工业中的，这种设备我们成为红外热成像仪。在工业上的应用主要是检测工业设备、监查运行故障及控制产品质量。在工业生产中，许多设备常用于高温、高压和高速运转状态，应用红外热成像仪对这些设备进行检测和监控，既能保证设备的安全运转，又能发现异常情况以便及时排除隐患；同时，利用热像仪还可以进行工业产品质量控制和管理。
4.2.1 钢铁工业中的应用
热像仪可用于从冶炼到轧钢的各个环节。具体应用列举如下：大型高炉料面的测定； 热风炉的破损诊断和检修；高炉残铁口位置的确定；钢锭温度的测定；连铸
板坯温度的测定；钢铁模温度的测量；出炉板坯温度的测定与控制； 热轧辊表面温度的测定。
4.2.2 在电力工业中的应用
在电力系统中，电气事故大都不是一下子发生的，其间有一个变化过程。由于电气元部件逐渐出现松动、破裂、锈蚀等造成接触电阻增加，致使电气元部件温度升高，出现热异常现象。采用热像仪直接观察和测量就可发现这些异常现象，掌握潜存故障的位置和严重程度，根据需要，安排维修，消除隐患，所以热像仪是发电厂、输变电网以及用电工厂的一种有效检测仪器。热像仪在电力系统中的主要检测目标是发电机组装置、输电线路接头、绝缘部件、变电所设备、变压器绕组及油冷系统、高压线路的保险丝电路、闸刀开关、断路开关、转换开关和终端装置、电路分配调度中心、控制台及照明配电盘等。特别是，定期用机载或车载热像仪检测输变电网，能早期发现隐患或迅速诊断出事地点，可大大减少经济损失。
4.2.3 在石化工业中的应用
石油化工生产中的许多重要设备是在高温高压状况下工作的，潜伏着许多安全隐患，要求对生产过程进行严格的在线监测，及时消除隐患。使用热像仪能检测产品的传送，各种反应炉的腐蚀、破裂、减薄、堵塞以及泄漏等有关信息，可快速而准确地得到设备和材料表面二维温度分布。炼油厂用热像仪检测催化裂化装置、反应堆尾气设备和熔炉、安全阀与凝气阀的泄漏、地下管道的漏失等，能早期迅速准确地找出热漏点。监视液化气体泄漏时，随着液化天然气的大量应用和贮藏基地的建设，需要建立在早期发现和处理由于液化气（液化天然气、液化石油气、液化乙烯）泄漏而发生火灾、爆炸等灾害的监视装置。
4.3 红外成像技术在医学上的应用
人体是一个天然红外辐射源，因此可以利用红外成像技术对人体进行医疗诊断。当人体患病时，人体的热平衡受到破坏，因此测定人体温度的变化是临床医学诊断疾病的一项重要指标。如利用红外热像仪在海关出入境检疫口岸对大量出入境人群的体温进行非接触式快速测量，根据体温的变化及时发现病患，在SARS 和禽流感期间发挥了巨大的作用。
另一方面，由于红外波段包含大量分子特诊谱，可以将红外成像技术用于癌症
的识别。红外显微成像技术能够在分子水平上反映组织中生物大分子结构组成及官能团振动方式的改变，当自身的细胞发生病变时，通过此技术就可以分别出来，而且此技术用的是被动成像原理，因此对人体的伤害十分小。肿瘤是严重威胁人类健康和生命的疾病，尽管目前肿瘤诊断技术(内窥镜技术、影象技术和肿瘤标志物检查技术等) 迅速发展，最终还是依赖于形态学的诊断来确定肿瘤的性质，分化程度及预后等，导致对肿瘤诊断存在一定的主观性，而红外显微成像技术是一种准确、高效、客观的肿瘤诊断技术。
除此之外，红外成像技术在其它医学诊断方面也被广泛应用，比如血管疾病的诊断；皮肤损伤病症的诊断；各种炎症的诊断等。
4.4 红外成像技术在监控、公安、消防中的应用
4.4.1 夜间以及恶劣气候条件下目标的监控
红外热像仪能真正做到24h 及恶劣气候条件下的全天候的智能视频监控。在夜晚，可见光器材已经不能正常工作，观测距离大幅缩短。而红外热像仪是被动接受目标自身的红外热辐射，与气候条件无关，因此无论白天黑夜均可以正常工作，同时可以避免暴露自身。同时在雨、雪、雾等恶劣的气候条件下，由于可见光的波长短，克服障碍的能力差，因而观测效果较差，甚至不能工作，但红外线的波长较长，特别是工作在8～14um 的热像仪，克服雨、雪、雾的能力较高，因此仍可以在较远的距离上正常观测目标。所以在夜间以及恶劣气候条件下，采用红外热成像监控设备可以对各种目标进行有效监控。
4.4.2 对伪装及隐蔽的目标进行智能视频监控与识别
普通的伪装仍然是以防可见光观测为主。红外热成像装置是被动接受目标自身的热辐射，人体和车辆的温度及红外辐射一般都远大于草木的温度及红外辐射，因此不易伪装，也不容易产生错误判断。另外，一般人员也不了解避开红外监视的方法。因此红外热成像装置在识别伪装及隐蔽目标这方面的效果明显。
4.4.3 消防安全的智能监测
防火监控由于红外热成像仪是反映物体表面温度而成像的设备，因此除了夜间可以作为现场监控使用外，还可以作为有效的防火报警设备，在所有的消防火险发生初期，灾害往往是由不明显的隐火引发的。用现有的普通方法，很难发现这种隐
性火灾苗头。而应用红外热成像仪可以快速有效地发现这些隐火，并且可以准确判定火灾的地点和范围，透过烟雾发现着火点，做到早知道早预防，早扑灭。
结论
虽然红外材料及光学集成技术在不断进步，但仍然存在一些问题和困难有待进一步探讨。由于其研究技术水平尚未成熟，所用材料特殊性使其价格远超非红外成像设备，这阻碍了其在军用、民用领域的普遍应用。在我国，红外成像的仿真手段、测试方法与评价标准和国外有着很大差距，没有一套完整统一的规范化标准，这在一定程度上制约了红外技术的发展。
虽然红外成像技术存在一定的问题，但是它潜在的能力不可以低估。随着硅集成电路技术和工艺的日益成熟，红外成像技术的缺点将会逐步得到改善; 在纳米技术的帮助下，测量的精度也将得到大量的提高; 同时第二类超晶格材料和量子点探测器的发展，也将大幅度的改善光探测器工作条件。随着红外新材料和新技术的进步，红外成像设备的成本将逐渐降低，其在民用的道路上将会有更大的突破。
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