Цветовая палитра в тепловизорах и режимы увеличения контраста

Человеческое тело способно распознавать определенную информацию из внешней среды: болевую, температурную, вкусовую, зрительную и обонятельную. Однако нам доступен далеко не весь спектр ощущений. Чтобы увеличить чувствительность восприятия, люди используют различные приборы, обладающие мощными детекторами. Просто получить информацию недостаточно, её ещё нужно обработать и придать определенный вид для считывания специалистом. Учитывая, что почти 80% всей информации человек получает с помощью зрения, вывод полученных приборами результатов осуществляется, как правило, на экран. Несмотря на то, что большая часть данных не является изначально цветовой, а, к примеру, температурной, преобразование в графический вид будет самым комфортным вариантом.

Функция «черного ящика»

Данная часть конструкции – неотъемлемая составляющая всего механизма, ведь благодаря ей люди имеют возможность наблюдать выводимый на дисплей результат. Использование аппарата УЗИ, МРТ, прибора ночного видения или тепловизора эффективно только за счет этой функции. В отсутствии преобразовательного алгоритма наблюдатель сталкивался бы с нечитаемой информацией в виде программного кода.

Закономерности линейных систем

В основном линейные системы используются в технической сфере и понимание принципов работы доступно не каждому, но объяснить их весьма просто: допустим, у фермера есть участок земли и некоторое количество удобрений. Без удобрений он соберет только 10 кг урожая. Используя 500 г удобрений, фермер соберет 20 кг урожая. Положив 1 кг удобрений, фермер сможет собрать 25 кг урожая. После использования 2 кг удобрений и более фермер соберет в лучшем случае 5 кг урожая, ведь избыток перегноя может отравить землю и её плодородность резко снизится. То же самое можно сказать и о восприятии человеком источника тепла. Повышение температуры в определенном диапазоне будет сильнее стимулировать рецепторы, но превышение порога сигнала приведет к разрушению последних и человек либо почувствует сильный холод (механизм компенсации), либо вообще перестанет чувствовать этим участком тела.

Алгоритм работы тепловизора

Тепловизор – это прибор, который включает в себя несколько технологий и последовательных этапов: получение изображения, получение теплового излучения, преобразование полученных данных в конечный результат и вывод на экран. Каждый объект окружающей среды в большей или меньшей степени излучает волны в инфракрасном спектре. Именно их и улавливает микроболометр – специализированный датчик. Волны попадают на него и преобразуются в электрический импульс, который выводится на экран. Переход инфракрасного излучения в электрический импульс происходит за счёт функции «черного ящика».

Тепловое излучение и видимое изображение

Принцип воспроизведения изображения основан на градациях цвета. Всего используется 256 градаций. Считается, что именно такое количество оттенков в среднем распознается человеческим глазом. Оттенок цвета зависит от интенсивности теплового излучения объекта. Холодные предметы распознаются как «черный» цвет на экране, горячие – как «белый» цвет. Любые отклонения по температурной шкале формируют оттенки двух крайностей. Таким образом, на дисплее отображается целостная картина.

Палитры для видеонаблюдения

Существуют определенные стандарты использования тепловизоров в зависимости от назначения. Охранные системы оснащены тепловизорами с градациями серого цвета. Изначально формируемая информация имеет 14-битную разрядность. Разрядность человеческого глаза имеет 8-бит. Соответственно, необходимо уместить 14-битную информацию в 8-битную. Сделать это можно только благодаря линейным системам, когда основные полосы из 14-битного диапазона пересчитываются по отдельности и собираются в одно общее изображение. 

Согласно современным стандартам, всё чаще начинает использоваться монохромная палитра красного цвета. Такой интересный выбор был сделан с учетом некоторых особенностей. Во-первых, красный цвет подсознательно ассоциируется с опасностью, что поддерживает тело оператора в тонусе и позволяет дольше сохранять бдительность. Во-вторых, как упоминалось ранее, микроболометр улавливает именно инфракрасное излучение, поэтому градации красного ближе всего по родству. В-третьих, одним из главных преимуществ является быстрая адаптация к темноте. Чаще всего тепловизоры используются ночью, а переносные приборы, выводящие картинку с красной палитрой, позволяют оператору легко переключаться с экрана на окружающую действительность и обратно.