聲成像（acousticimaging）是基於傳聲器陣列測量技術，透過測量一定空間內的聲波到達各傳聲器的訊號相位差異，依據相控陣原理確定聲源的位置，測量聲源的幅值，並以影象的方式顯示聲源在空間的分佈，即取得空間聲場分佈雲圖－聲像圖，其中以影象的顏色和亮度代表聲音的強弱。

聲像儀——又名聲學相機，是利用聲感測器陣列測量一定範圍內的聲場分佈的專用裝置。可用於測量物體發出的聲音的位置和聲音輻射的狀態，將採集的聲音以彩色等高線圖譜的方式視覺化呈現在螢幕上，有效的測量聲場分佈，聲場圖與可見光的影片影象完美疊加，形成類似於熱影像儀對物體溫度的探測。

只說概念可能還是挺抽象，估計大部分人看完仍似懂非懂，我們先劃關鍵字：

1.聲感測器陣列

2.彩色等高線圖譜

3.聲場圖與可見光的影片影象完美疊加

有幾個詞是不是耳熟能詳？圍繞聲學相機的成像原理，我們來逐個介紹。

聲感測器陣列其實就是我們之前文章所介紹的聲吶陣列，具體不同聲感測器個數與不同陣型會如何影響聲吶系統，可以參考該文——

https://zhuanlan.zhihu.com/p/112432679

這裡我們主要講講目前國內外主流的陣型——螺旋陣。下圖是幾款聲學相機的外觀圖片，我們暫且以A/B/C命名：

看完會發現這些聲學相機中間都有一個小型攝像機模組，但也有小夥伴可能會有疑問，A裝置陣型明顯是螺旋陣，B、C看起來不像啊？是什麼陣型呢？

其實都是螺旋陣，只是採用了不同的設計引數產生的而已，看看下圖想必各位就一目瞭然了，下圖分別展示了A/B/C陣列的設計方式。

圖中藍色的點是陣元的位置，可以看出三款聲學相機雖然外觀差異很大，但從陣型設計角度來看，仍然是完全遵循螺旋陣的設計規範的，只是所選的引數不同而已。

由此我們可以看出，以螺旋陣為代表的非均勻陣列，確實是目前絕大多數聲學相機廠家所選擇的設計規範，這也決定了聲學相機的外觀。

彩色等高圖譜

這個詞聽起來一定很耳熟吧，等高圖譜？沒錯，就是我們前幾篇所介紹的陣列採用波束形成技術計算的波束圖投影到二維平面上所形成的等高線圖。

聲場圖與可見光的影片影象的完美疊加

彩色等高圖譜是介紹出來了，可怎麼和可見光的影片影象疊加呢？其實就是座標系之間的轉換，把等高圖譜的每一個方位點與照片畫素一一對應，並採用透明的畫法繪製上去就可以了。這裡我們詳細拆分介紹下（具體的原理細節我們不做闡釋），還是來點直觀的圖。

我們一般攝像機模組的成像區域是下圖所示：

圖中的可視區域是矩形的，因為一般的鏡頭都採用矩形的光敏元器件（所以我們平常看的相機畫面，包括手機/攝像機的畫面，都是矩形的）。

而一般的聲吶陣列的成像區域則如下圖所示：

當我們把攝像機模組安裝在聲吶陣列的中心時，兩者保持了同軸同中心，則如下圖所示：

擷取彩色值較高的一部分顯示，那麼在可視區域的成像效果就如下圖：

到這裡，相信大家基本瞭解聲學相機的基本原理了，並沒有那麼神秘哦。

聲學相機本質上不是一個新鮮的東西，早在上世紀70年代，國外就已經出現了相關的應用，但是早期裝置進口成本較高，截至目前，進口的聲學相機的價格仍然高達數十萬元，這也進一步限制了它在各行各業的大規模應用。

近年來，隨著國內技術水平的飛速發展，以及工業監測領域的應用需求，聲學相機也逐漸在向著中國產化的方向發展。相比國外進口產品，中國產聲學相機效能穩定，造價更低，也更加靈活自主。