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熱圖像

熱圖像，是指記錄物體本身或向外輻射的熱量或温度的圖像。通常情況下，熱圖像都是指紅外熱圖像。

熱圖像基本概念

熱輻射，物體由於具有温度而輻射電磁波的現象。熱量傳遞的3種方式之一^[1] 。

一切温度高於絕對零度的物體都能產生熱輻射，温度愈高，輻射出的總能量就愈大。

熱成像是指通過非接觸式的檢測設備檢測物體的紅外熱輻射，並將熱輻射轉化為温度分佈圖像的過程。

熱圖像是指記錄物體本身或向外輻射的熱量或温度的圖像。

（紅外）熱像儀是利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分佈圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得熱圖像的設備。簡單地講熱像儀就是將物體發出的不可見紅外能量轉變為可見的熱圖像。

一般來説，熱成像過程會得到受測目標區域或物體的温度分佈圖，並以不同的顏色標註出來，構成了一幅温度梯度圖像。通過顏色和温度的對應表，可以看出目標物體的温度分佈，通常也可以看出目標的輪廓。

對於熱圖像中的信息，往往分為直觀可見的部分和隱含的部分，可簡稱為直接信息和隱含信息。對於直接信息，關注的地方多是高温度區域、目標的輪廓、温度突變的點或線、温度的變化趨勢等；對於隱含信息，需要一定的圖像處理算法以便進一步觀察，詳見數字圖像處理。

通常來説，獲取熱圖像的方法是使用熱像儀，熱像儀是依據紅外熱輻射原理工作的。

隨着電子技術的迅猛發展，新半導體材料的不斷出現，紅外測温技術的完備程度不斷提高，熱圖像的獲取速度快，獲取的熱圖像精度和靈敏度高，在科學研究、現代工程技術和軍事領域中應用越發廣泛^[2] 。

對於一切具有温度的物體都可以通過獲取並觀察其熱圖像得到其温度分佈信息，從而分析得到一些我們感興趣的結論。熱圖像在很多領域都有應用，其中最典型的幾類有：

目標異常狀態監測。這是通過熱圖像監測目標是否存在不正常的温度值或温度分佈，從而起到異常監測的作用。實際應用有森林火災監測、地區氣温監測、電路/芯片故障監測等；
目標識別。這是通過監視一定區域內的温度分佈來觀察是否有和周圍環境温度或温度分佈趨勢不一致的物體，從而判定出是否有可以目標。實際應用有紅外夜視儀、紅外製導、紅外監控器等；
故障/缺陷檢測。這裏的故障和缺陷更多的是指無法直接在熱圖像上看出的故障和缺陷。對於無法直接看出問題的熱圖像，通過一定的圖像處理算法，如熱信號重構（TSR）、主成分分析（PCA）、頻域分析等，可能會得到隱藏的故障/缺陷信息。實際應用有熱無損檢測等。
醫學臨牀輔助。對人體的熱圖像進行分析，可以得到一些能夠幫助診斷病情的信息，也可以起到病情預警的作用。

參考資料

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