远红外摄像头的原理（传统可见光摄像头如何突围）

远红外摄像头的原理（传统可见光摄像头如何突围）基于铟镓砷(InGaAs)的SWIR相机已经存在了几十年，并在科学、航空航天和国防工业中得到了应用。TriEye的SWIR相机可以集成为标准的可视相机，并重用现有的可视图像人工智能算法。TriEye公司基于短波红外(SWIR)传感技术，提高传统摄像头在恶劣天气和夜间条件下的能见度。SWIR通常被定义为波长在0.9-1.7μm，光谱比通常使用的近红外光谱波长更长。此前，保时捷和其他客户正在对TriEye公司的方案进行评估，实现在各种成像场景下提供关键图像数据的能力。这是因为利用了SWIR光谱的独特物理特性。该传感器在低能见度条件下尤其有效，例如识别穿黑色、深色衣服的行人和骑行人，以及在低光或其他常见的低能见度条件下。

解决摄像头能见度低的问题，是汽车行业必须解决的瓶颈。这既关乎到ADAS感知的能力提升，也是为自动驾驶提供更低成本的解决方案。

汽车摄像头CMOS方案供应商Omnivision的相关负责人表示，对于自动驾驶系统来说，要求包括更高的分辨率、更高的动态范围、同时进行LFM、多色滤波阵列(CFAs)和网络安全。

尽管红外夜视已经在量产车上，比如一些高端车型使用多年，但这些系统目前普遍仅仅是给到驾驶员预警，不具备与ADAS融合的功能安全等级要求。并且，相对较高的成本也是一个短期的制约因素。

近日，一家来自以色列的视觉解决方案公司TriEye宣布，日本电装正在评估该公司基于SWIR技术开发的工程样件。

TriEye公司基于短波红外(SWIR)传感技术，提高传统摄像头在恶劣天气和夜间条件下的能见度。SWIR通常被定义为波长在0.9-1.7μm，光谱比通常使用的近红外光谱波长更长。

此前，保时捷和其他客户正在对TriEye公司的方案进行评估，实现在各种成像场景下提供关键图像数据的能力。

这是因为利用了SWIR光谱的独特物理特性。该传感器在低能见度条件下尤其有效，例如识别穿黑色、深色衣服的行人和骑行人，以及在低光或其他常见的低能见度条件下。

TriEye的SWIR相机可以集成为标准的可视相机，并重用现有的可视图像人工智能算法。

基于铟镓砷(InGaAs)的SWIR相机已经存在了几十年，并在科学、航空航天和国防工业中得到了应用。

然而，由于其高昂的成本和较大的外形体积因素，过去并不适合应用于类似汽车这样的民用市场。TriEye的技术方案，则是基于CMOS工艺，体积小，成本比当前技术低1000倍。

即将在今年发布的TriEye Raven，将是第一款完整基于CMOS工艺打造的SWIR高清相机，分辨率更高(1280×960)，体积小(3x3x2.5 cm，不包括镜头)，并且可以实现灵活的集成。

这款相机其他性能参数包括，17°x12°或46°x34°的视场角；4:3，30帧/s；输出接口为GMSL II/FPD LINK III，并符合IP68等级。

和之前行业内使用的远红外相机不同，SWIR是基于光电二极管效应，就像标准相机一样。与热成像相机不同，输出类似于标准相机的图像。

此外，SWIR相机可以放置在玻璃（挡风玻璃，头灯等）后面，和目前传统的摄像头类似，但热成像相机目前做不到。

同时，热成像相机不能使用现有的计算机视觉算法，需要数百万英里来重新训练新的深度学习算法。

与物体本身发射的中波红外(MWIR)和长波红外(LWIR)光不同，SWIR与可见光类似，光子被物体反射或吸收，为高分辨率成像提供了高对比度。

不过，SWIR相机必须使用为特定波长范围设计、优化和涂覆的透镜。而使用专为可见光谱设计的透镜将导致较低的分辨率图像和较高的光学像差。

短波红外能探测反射光，比短波可见光探测更远的距离，且不失真、无散射，更适合在雾、灰尘和烟雾中成像。此外，SWIR成像仪在低光照条件下表现出色。

与长波红外（远红外夜视）相比，短波红外具有高动态范围性能。不过，短波红外也有缺陷。

比如，短波红外可以输出丰富的背景细节，但是由于人和树木背景之间的对比很小，所以很难分辨出远处的人的存在。在对应的长波红外热成像中，人与背景则可以形成鲜明的对比。

以色列投资公司董事总经理表示：“TriEye的技术有潜力增强传统相机的功能，在低能见度条件下提高性能，以补充传统相机传感器技术的缺陷。”

除了TriEye的汽车客户正在进行的评估外，该公司已经向非汽车客户交付了样品。这将使他们能够利用TriEye的SWIR能力，看得更远，解决复杂的行业挑战。

此前，TriEye获得了由英特尔投资牵头的1900万美元A轮融资，保时捷投资公司(Porsche Ventures)也参与其中。