Выбор тепловизора по требованиям дальности наблюдения и разрешающей способности (Часть II - "практическо-прикладная")

Первая часть методики выбора тепловизора по дальности наблюдения называлась "визуально-интуитивная".

Первая часть методики предполагает, что пользователь тепловизионной системы (или тепловизора) ознакомился с заранее подготовленными изображениями  получаемыми тепловизорами с различными детекторами и объективами. После прохождения первой части пользователь знает на какое расстояние он будет смотреть используя тепловизор.

Во второй части методики перейдем от "визуально-интуитивных" предположений того, какое изображение с тепловизора может подойти  для решения задачи к конкретным вычислениям.

Все изображения человека в первой части методики соответствуют критерию Джонсона - "распознавание", т.е. оператор системы наблюдения, смотрящий на тепловизионное изображение четко понимает, что он видит человека, а не животное или какую-либо технику. Из опыта практического применения тепловизоров в системах видеонаблюдения большинство пользователей останавливают свой выбор именно на таким изображении. Варьируется, как правило, уровень детализации. Кому-то достаточно понимать что он видит человека, а кому то нужно видеть, что у человека в руках есть, например, чемодан. Кликните на рис.1 и на рис.2 и посмотрите разницу в детализации изображения. Если на рис.1 можно понять, есть ли что-либо у человека в руках, то на рис. 2. с трудом угадывается силуэт человека.
Итак, детализация изображения выбрана. Что делаем дальше? Дальше необходимо определиться с разрешением детектора тепловизора. В настоящее время в тепловизорах для видеонаблюдения используют 3 типа разрешающей способности детекторов: 160х120 пикселей, 320х240 пикселей и 640х480 пикселей. 160х120 пикселей сейчас используется очень редко, в виду своей низкой разрешающей способности. Поэтому детекторы 160х120 пикселей мы рассматривать не будем.

Таким образом, выбор стоит между детекторами 320х240 пикселей и 640х480 пикселей. Одинаковая детализация изображения человека будет если эти детекторы имеют одинаковый размер пикселя (на настоящий момент наиболее ходовые размеры пикселя тепловизионного детектора- это 17мкм и 25мкм) и одинаковые объективы (фокусное расстояние, как наиболее критически важный параметр). Таким образом, если используются одинаковые объективы, то детализация изображения одинаковая, то есть на наблюдаемый объект приходится одинаковое количество пикселей как детектора 320х240, так и детектора 640х480 пикселей. В таком случае поле зрения тепловизора с детектором 640х480 пикселей будет ровно в два раза больше поля зрения тепловизора с детектором 320х240 пикселей. Большее поле зрение обеспечивает лучшую осведомленность оператора об окружающей наблюдаемый объект обстановке.

Рассмотрим тепловизоры с матрицами 640х480 и 320х240 пикселей и объективами имеющими такое фокусное расстояние, при котором тепловизоры имеют одинаковое поле зрения. В этом случае детализация объекта наблюдения будет различной. Кликните на рис.3 и рис.4 и посмотрите на разницу детализации. На рис.3 показано изображение человека с тепловизора ТИТАН-3хх с матрицей 320х240 пикселей, а на рис. 4 показано изображение человека с тепловизора ТИТАН-6хх с матрицей 640х480 пикселей. Поля зрения у тепловизоров одинаковые, однако детализация изображения разная. Тепловизор с матрицей 640х480 пикселей имеет в 4 раза более детализированное изображение чем тепловизор с матрицей 320х240 пикселей.
 

Определившись с дальностью наблюдения, полем зрения объектива тепловизора и разрешающей способностью тепловизионного детектора можно говорить о том, что задача преобразования функциональных требований в технические (размер детектора, поле зрения объектива) решена. Однако, эта задача была решена на основе уже заранее подготовленных таблиц с типовыми изображениями на различных расстояниях, известными размерами детектора и поля зрения объектива тепловизора.

Как решить подобную задачу не имея таких заранее подготовленных данных?

Об этом будет рассказ в третьей части методики.