紅外線影像的特性

（a）近紅外線影像 （b）中紅外線影像 圖 2 手部按在汽車窗戶上的殘溫測試

2.2 紅外線影像的特性

在這一個章節中，我們將會介紹紅外線影像的一些特性，包括有高動 態範圍、雜訊多、不受可見光照度影響、溫度擴散、無法穿透玻璃以及溫 度飄移等。

高動態範圍

紅外線影像是一個廣範圍的動態影像空間，目前原始的紅外線影像大 都為12 位元或者 14 位元的數位資料。所以，若要在監視器或電腦螢幕上 觀看，必定要將12 位元或者 14 位元的數位資料轉換成 8 位元的灰階影像，

如圖3（a）；或者是轉換成 24 位元的虛擬彩色影像，如圖 3（b）。

若是將紅外線影像的原始資料轉換成 8 位元的灰階影像，必定會造成 某些畫面中細節消失。但是，相較於虛擬色彩影像，8 位元的灰階影像，

和 12 位元或者 14 位元的紅外線原始影像相較，其強度階層的意義較接 近。因此，轉換成灰階影像較容易直觀的感覺出灰階深淺程度所代表的意 義。而目前業界中，常使用來轉換成灰階影像的方法，在[15]中有詳細的 介紹。

若是將紅外線影像的原始資料轉換成 24 位元的虛擬色彩影像，畫面 中所有的細節都可以被保留下來。但是，虛擬色彩影像不容易表示出原始 資料屬於能量強度的概念。因此在觀看時，可能無法直觀的看出色彩所代 表的意義。

在做紅外線影像分析、辨識時，若是使用已經處理過的影像，可能有 些資訊早已被破壞，造成後來分析、辨識時的錯誤。所以，使用紅外線影 像的原始資料作分析、辨識，是比較適合的。而本篇論文中，紅外線影像 的顯示，如無特別說明，則是採用Min-Max 的方法[15]，將紅外線影像轉 換成灰階影像顯示。

圖 5 在黑暗場景中的紅外線影像

溫度擴散

紅外線影像中常會見到溫度擴散現象，如圖 6。這是因為在手部的周 圍，手的溫度和環境的溫度融合在一起，因而形成一個類似沒有聚焦的模 糊地帶，此現象會發生在畫面中較高溫或者較低溫的地方。溫度擴散現象 對於本篇論文所提出的方法，具有相當程度的正面以及負面影響。正面的 影響在於，會讓同質物體相鄰的點溫度較為接近，可以讓本論文中所提出 的方法能夠產生較好的結果；負面的影響在於，可能會造成本篇論文提出 的方法，成長出錯誤的結果。

圖 6 溫度擴散現象的局部放大圖

無法穿透玻璃

如圖 7，因為紅外線無法穿透玻璃，所以在紅外線影像中，眼鏡部分 會屬於比較低溫的部分。若人有戴眼鏡，紅外線影像中眼睛的部分就無法 提供正確的資訊，這個問題在偵測人體或者人臉辨識時，可能會造成誤 判。在此情況下，若一定要使用到眼睛部分的資訊，則需要利用可見光影 像中眼睛部分的資訊來做輔助判別。

（a）可見光影像 （b）紅外線影像 圖 7 戴眼鏡的人

溫度飄移

在紅外線攝影機中，感測器所偵測到的溫度，若不做溫度補償，會隨 著時間而有所偏移。這是因為紅外線攝影機本身產生的溫度，影響到內部 感測器所捕捉到的輻射強度。所以，若要偵測到準確的溫度，需要啟動攝 影機的溫度補償機制。而補償的方式，是在攝影機內部設置溫度感應器，

針對不同溫度做不同補償。至於詳細的作法，則是屬於廠商的商業機密，

我們無法得知。