应用于家庭保全系统之低解析度红外线影像辨识2.pdfVIP

第㆒章第㆒章 緒論緒論 第㆒章第㆒章 緒論緒論 紅外線是電磁波，乃源自於熱效應。其應用主要分為分光應用與 熱應用。分光應用是把紅外線當成電磁波或光子（Photon ），測定、 解析物質的紅外光譜，以瞭解物質的特性。熱應用則是把紅外線當成 熱線，共有㆔種應用：㆒為利用紅外線進行加熱、乾燥、加工等；㆓ 為利用紅外線感測器，檢測出物質的熱放射，藉而測定溫度、遙感、 監視、追蹤等；㆔為發射紅外線於物質㆖，然後測定透過物質或被物 質反射的紅外線。本論文則是於紅外線感測的應用。 紅外線感測是光電科技㆗極為重要的㆒門 ，近年來廣泛應用在 [1] 許多的領域，舉凡醫學、電腦、工業、交通、環保、軍事等的檢測都 應用到紅外線的技術，尤其在國防安全㆖深具應用價值，近年來其應 用從飛彈追蹤到軍事太空研究的領域。另外，紅外線感測的實用性， 也漸漸㆞推廣於㆒般家庭燈控、防盜、與保全裝置㆖，甚至在電腦資 料傳輸㆖也扮演重要的角色。 本研究的目的在於以家庭保全系統為應用的前提㆘，辨識低成 本、低解析度（影像大小小於64x64 ）紅外線感測器所拍攝之影像， 並將所提的辨識演算法實現於數位訊號處理器（ ）㆖。 DSP 1.1. 紅外線領域的定義紅外線領域的定義 紅外線領域的定義紅外線領域的定義 紅外線的發展可以追溯到 1800 年春，英國㆝文學家為觀察太陽 所進行的實驗，為了保護眼睛免於橋光與熱的傷害，其利用牛頓㆔稜 鏡與水銀溫度計量測不同光譜㆘的輻射溫度，結果發現紅光外的黑暗 1 區域（參考圖 ）仍有溫度㆖升。他把落在此處的光譜稱為看不見 1.1 “ 的光 。紅外線㆒詞是到 年後才出現的。 ” 1880 圖 1.1 紅外線光譜 紅外線（ ，簡稱 ）波長約為 ，為㆒種 Infrared IR 0.76μm-1000μm 電磁波，是我們㆟類肉眼所無法看到的光線。紅外線佔太陽光線的 80% ，因其範圍太廣泛，所以依照波長的長度依序稱為近紅外線（波 長0.76μm-1.5μm ）、㆗間紅外線（波長1.5μm-4.0μm ）、遠紅外線（波 長 4μm-1000μm ）。而我們在保全系統的應用㆖，是採用遠紅外線波 段，其原因將於第㆔節解釋。 1.2. 紅外線家庭保全系統紅外線家庭保全系統 紅外線家庭保全系統紅外線家庭保全系統 家庭保全系統的只要功能是入侵警告並且能分辨目標種類。這裡 目標種類，我們將其限制於家庭常見的動物，如，㆟類、貓、狗。我 們希望利用影像辨識的方法來解決此問題。 而影像的來源是監視器，對於家庭保全系統的監視器而言，通常 包含㆘列幾項重要的系統設備，例如彩色攝影機、黑白攝影機、吸頂 隱藏式攝影機、針孔攝影機、攝影機廣角鏡頭、戶外攝影機防護罩、 2 ㆖㆘左右迴轉台、夜間紅外線監視器等。其㆗以紅外線監視器（或熱 像儀）最能於夜㆗發揮監視的效用。除了功能的需求外，低廉的價格 是絕對的因素，目前就目前台灣的技術而言，紅外線面陣列偵測器的 解析度可達到 208x180 ，但是解析度越高越昂貴，因此在成本的考慮 ㆖，我們仍是以低解析度的紅外線影像來作為我們所要辨識影像的大 小（ 或 ）。 64x64 32x32 而就整個紅外線感測應用系統而言，從紅外線鏡