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.

Критерий Джонсона и уровень детализации изображения

Рис.1 Изображение
человека в тепловизор

Все изображения человека в первой части методики соответствуют критерию Джонсона - "распознавание". Это означает, что оператор четко понимает, что перед ним человек, а не животное или техника. 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. Посмотрите на рис.1 и на рис.2 и сравните разницу в детализации изображения.

Если на первом изображении можно различить предмет в руках, то на втором едва угадывается силуэт человека. Итак, выбрав нужный уровень детализации, переходим к следующему шагу.

Разрешение матрицы тепловизора

Дальше необходимо определиться с разрешением детектора тепловизора. В настоящее время в тепловизорах для видеонаблюдения используют 3 типа разрешающей способности детекторов:

• 160×120 пикселей — редко используется из-за низкой детализации.
• 320×240 пикселей — распространенное разрешение, обеспечивающее приемлемый уровень детализации.
• 640×480 пикселей — дает более четкое изображение с высоким уровнем детализации.

Мы будем рассматривать только два последних варианта, так как разрешение 160×120 уже неактуально.

Рис.2 Изображение
человека в тепловизор

Поле зрения тепловизора и угол обзора

При одинаковом размере пикселя (например, 17 мкм или 25 мкм) и одинаковом объективе (фокусном расстоянии) тепловизоры с различными разрешениями обеспечивают разное поле зрения:

• Тепловизор с матрицей 640×480 пикселей имеет поле зрения в два раза больше, чем тепловизор с матрицей 320×240 пикселей.
• Чем больше поле зрения, тем лучше осведомленность оператора об окружающей обстановке.

Рис.3 Изображение человека
в тепловизор ТИТАН-3хх
(320х240 пикселей)

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.

Итоговый выбор тепловизора

Рис.4 Изображение человека
в тепловизор ТИТАН-6хх
(640х480 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.