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热释电红外传感器研究背景意义及现状 1 研究背景 1 2 国内外现状 2 3 研究目的及意义 3 1 研究背景 人体目标是环境中最重要和最活跃的元素，对场景中的人体目标进行检测、 识别和跟踪一直以来都是关注的热点。 目前，它已成为计算机视觉领域中的一个 重要研究方向， 在智能监控、 高级人机接口、 机器人视觉等方面有着广泛的应用 前景。用于人体识别的特征必须具有差异性， 在一定时间内具有不变性， 并且容 易得到量化的测量。 可见光视频人体检测在图像图形处理、 智能监控、 视频编码 等领域有着重要的地位。 但由于受可见光成像所需条件的限制， 使得相关研究应 用范围受到一定的限制。 与可见光成像相比， 红外热成像因其具有强大的 “穿透” 能力，可以透过黑暗和烟雾， 看到在可见光波段无法看见的感兴趣的目标。 目前， 红外图像在交通、夜视、安全监控、医学、天文、工业监控等领域都取得了较好 的效果。但由于红外成像设备价格昂贵，检测和识别算法复杂度高，运算量大， 而在某些场合一些简单的设备就完全能满足需要。 热释电红外（ Pyroelectric Infrared Detector, PIR）传感器早在 1938 年就受到 关注，有人就提出利用热释电效应探测红外辐射， 但并未受到重视。 直到六十年 代，随着激光、 红外技术的迅速发展， 才又推动了对热释电效应的研究和对热释 电晶体的应用开发。 近年来， 伴随着集成电路技术的飞速发展， 以及对该传感器 特性的深入研究， 相关的专用集成电路处理技术也迅速发展起来。 另一方面， 随 着经济的发展与科技的进步， 人们对社会公共安全、 家居环境安全提出了更高的 要求。而政府开展的 “平安城市 ”建设，给安防产业带来了巨大的商机，同时也对 各种安防产品提出了更高的技术挑战。 “平安城市 ”的核心系统包括电子巡查系 统，电视监控系统，入侵报警系统等。 PIR 探测器作为入侵报警系统中最常见的 监控产品之一，由于其具有功耗小、隐蔽性好、成本低廉、对光照条件无要求等 优点，而被广泛应用到安防系统、智能家居、企业安全等领域。 但是目前 PIR 探测器存在许多不足， 从而导致其应用领域局限在对安防性能 要求不高的场合，或是作为其它高端监控产品的前端感应器件。 其主要原因在于： PIR 探测器误报率较高， 而深层次的原因是由于现有的 PIR 探测器系统不能有效 地对入侵对象进行识别。 2 国内外现状 在国内，20 世纪 80 年代一种新型高灵敏度探测元件——热释电红外传感器 发展起来了。这种热释电红外传感器能以非接触形式探测出人体辐射的红外热量 变化，并将其转换成电压信号输出。 将这个电压信号加以调理之后便可驱动各种 控制电路，如用于电源的开关控制、防盗防火报警、自动探测等。热释电红外传 感器不仅适用于防盗报警场所，亦适用于对人体伤害极为严重的高压电及 X 射 线、 射线等场所的自动报警等。 对热释电红外传感器的研究已达 20 几年，但大多无法兼顾探测器探测的灵 敏度和准确性，在宠物、热气流等干扰下，信号识别的准确率有所下降，误报率 较高。这使得热释电红外探测器在智能住宅小区的安防应用中遇到了瓶颈。 探测 器之所以产生如此之高的误报， 主要原因是因为缺乏对 PIR 传感器输出的红