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【博客大赛】手机获取红外影像实验

2018-5-8 17:19 4575 4 3 分类: 测试测量

好像论坛里面我是最不务正业的了,这次又开始瞎搞了。首先给大家看一幅图,是不是很像星空?有一个超大的星系,一个紫色的星云,四周环绕着众多的孤立的恒星。

这是它的原始图像(左)和这是经过PS调整色阶以后的图像(右)。

 

那么揭晓答案,实际上这是用手机拍摄到的热风枪的红外图像,最亮的位置是热风枪吹到铁板上把铁板加热以后的影像,上面稍微暗一些的位置是热风枪出风口的影像。

原始图像的色阶,可以看到图像数据集中在最左侧的暗区。

用调整了一下色阶以后得到第三副图像

限制色阶的显示范围后就得到了第一幅“星图”(注意三个三角形的相对位置)

       前一段时间想测一下电路板温度,点温用着麻烦,红外影像测温仪又贵的要死,突然想到能不能用手机来做测温仪?!虽然说手机摄像头主要是拍可见光的,但是实际上传感器本身是对光子来者不拒,只是上面又有一层分光膜把不同颜色的强度分开。上万能的淘宝查了一下,发现一个高级的玩意——黑玻璃(红外滤光片):

可以透过近红外波段,可见光全部滤除,红外部分透光度90%

25rmb一片,买回来之后就试验了一下,发现如果用来做红外测温基本上没办法做到,低温部分识别不明显,而且由于光通量太少,手机拍出来的效果早点很差,但是如果好好设计一下软件,可能还是有希望发现发热点的。在实验的过程中,发现夜景模式效果不错,星轨模式效果最好!

也偶然拍到一幅手的红外影像,也不知道咋拍到的,后面就难实验出来了。


总的来说,手机想获得红外影像,理论上是可行的,实际上是不太可行的。一个是手机上有分光膜,会对红外信号进一步衰减和干扰;另一方面手机传感器并不是设计成红外的专用传感器,对于红外的能量来说,太小,虽然能识别,但是噪声太大,信号太弱。虽然说超级夜景模式或者星轨模式有帮助,但时间太长,而且还是需要很高的红外辐射强度才行,例如下图的太阳,快门一按就看得到了,而拍充电器,星轨模式拍了1h啥也看不到。

借助于卓越的图像处理软件——PS,可以将单帧图像对比度增加,能够获得一部分影像信息,但是如果想达到红外摄像仪那种程度的话,需要实时运算较大的数据,而且由于分光膜的干扰,没办法分析红外的光谱,不能区分反射光还是出射光,也就没有办法计算对应的温度,所以就没办法实现电路板发热量的分析了。

这种方式拍照还和距离有关,距离近了以后拍的就更明显,曾试过用手指头按着镜片两端,结果能分辨出手的轮廓。

另外,镜片直接贴在摄像头上四周还是有缝隙,由于环境光的干扰,较弱的发热体基本上没办法拍得到,需要进一步实验才行。目前只能借助PS,如果有哪位朋友能够做一个实时拍照并可以自由调节色阶的App,说不定真的可以用来分析电路热模型了。


5.11更新

看了回复才知道自己忽略了手机中的红外截止滤光片的存在,这个东西是为了把红外光滤掉,只能可见光通过,也是因为红外光能够使摄像头传感器感光,造成拍黑色物体的时候有一定的亮度,不能全黑,产生偏色。但是由于手机的模组不能拆除滤光片,所以定制了一个摄像头来进一步实验。红外截止滤光片并不是100%去除红外光,实际上是从650nm~1100nm之间被带阻,1100nm之后的还是能够通过一些,这就造成存在滤光片的时候,信号微弱,要进行积分才能放大。

这次作者直接出镜。可以明显看出取消截止滤光片以后,画面亮度和清晰度都有了很好的提升。再来一张手的照片如下图: