پارامترهای مهم در یک تصویر بردار حرارتی

همانطور که گفته شد سیستمهای تصویر بردار حرارتی دارای نسلهای مختلف بوده و هر نسل پارامترهای مخصوص به خود را دارد که در طراحی استفاده می شود . پارامترهایی در عملکرد سیستمها مشترک بوده و نتیجة آنها برای کاربر مهم است . از مهمترین مشخصه های دوربین حرارتی می توان به موارد ذیل اشاره نمود :

 

1- MRTD ) Minimum Resolvable Temperature Difference )

پاسخ سیستم تصویر بردار حرارتی به حساسیت و قدرت تفکیک مکانی بستگی دارد . برای بررسی کیفیت تصویر از حیث حساسیت و قدرت تفکیک و وابستگی و تعامل بین این دو پارامتر ، پارامتری بنام MRTD  تعریف می شود . یعنی پایین ترین اختلاف دمای جسم سیاه هدف نسبت به پس زمینه که توسط سیستم قابل اندازه گیری است . MRTD از یک طرف محدود به حساسیت سیستم است ، یعنی وقتی اختلاف دما کمتر از یک حداقل باشد ، جسم قابل تشخیص نیست . بطور خلاصه می توان گفت که مشخصه MRTD دوربین است که تعیین می کند در هر فرکانس ( فرکانس فضایی - Rayliegh Critrion ) حداقل چه حساسیتی ( یا اختلاف دمایی ) لازم است .

 

2- تفکیک پذیری ( Resolution )

در خیلی از مواقع قدرت تفکیک مکانی  ( Resolution ) تنها عامل تعیین کننده کیفیت تصویر تلقی می شود . در واقع قدرت تفکیک مکانی کوچکترین بخش قابل دریافت توسط سیستم است . در خیلی از موارد قدرت تفکیک را با میدان دید لحظه ای بیان می کنند . در حقیقت نوع بیان قدرت تفکیک به کاربرد بستگی دارد . از طرفی قدرت تفکیک مکانی اثرات مربوط به کنتراست هدف و نویز سیستم را شامل می شود و اختلاف واضحی بین قدرت تفکیک مکانی ( توانایی دیدن جزئیات ) و توانایی دیدن هر چیزی ( Detection ) وجود دارد .

 

3- حساسیت ( Sensitivity )

منظور از حساسیت ، کوچکترین سیگنالی است که می توان توسط سیستم آشکار کرد یا به عبارت بهتر سیگنالی است که در خروجی سیستم نسبت سیگنال به نویز مساوی 1 تولید کند . حساسیت عمدتاً به توانایی جمع کنندگی اپتیک ، پاسخ دهی آشکار ساز و نویز سیستم بستگی داشته و از قدرت تفکیک مستقل است .

 

4- میدان دید ( Field Of View )

ماکزیمم میدان زاویه ای ( بصورت افقی و عمودی ) در هر مد کاری که روی مانیتور قابل نمایش است  ، میدان دید نامیده می شود . انتخاب میدان دید معمولاً بستگی به نوع کاربرد ، تکنولوژی و مشخصات آشکار ساز و اسکنر دارد .

 

5- میدان دید لحظه ای ( Instantaneous F O V )

این پارامتر جزء زاویه ای است که سیستم می تواند تحت آن اطلاعات دریافت کند . این پارامتر تعیین کننده Resolution سیستم است . این پارامتر هر چند کوچکتر باشد بهتر است ، البته تا جایی که انرژی کافی به آشکار ساز برساند .

 

نکته 1- هر چه میدان دید بزرگتر باشد IFOV  نیز بیشتر می شود و این قدرت تفکیک سیستم را کاهش می دهد .

 

نکته 2- هر چه IFOV کوچکتر باشد لازم است که حساسیت آشکار ساز بالا رود که ممکن است محدودیت تکنولوژیکی داشته باشد .

 

6- NETD ) Noise Equivalent Temperature Difference )

این پارامتر نشان دهنده حساسیت دمایی سیستم است و به نوعی بصورت حداقل اختلاف دمای جسم و پس زمینه است که در خروجی سیگنال به نویز 1 تولید می کند . این پارامتر به مشخصات آشکار ساز ، میزان عبور اپتیک و اتمسفر و نویز سیستم بستگی دارد .

 

7- عدد کانونی (F-Number )

عدد کانونی ، نسبت فاصله کانونی به قطر عدسی شئی در یک سیستم تشکیل دهنده تصویر می باشد . در واقع عدد کانونی چگونگی جمع آوری نورها به وسیله سرعت یک لنز را بیان می کند و با فرمول زیر بیان می شود :

 

D=Diameter ( قطر عدسی شئی یا قطر یک لنز )   F-Number=FL/D 

 

FL = فاصله کانونی

 

عدد F یک سیستم حداقل برابر یک می باشد که با F برابر یک ( F # =1 ) دارای ماکزیمم روشنایی تصویر می باشد . چنانچه F افزایش یابد  روشنایی تصویر کمتر می گردد .

 

نکته 1- با کاهش عدد کانونی (F / # ) می توان نسبت سیگنال به نویز را افزایش داد .

 

نکته 2- در F-Number پایین تر (مثل f/1.4 یا f/1.2 ) لنزها بیشتر نورها را برای دوربین عبور می دهند ، که در نتیجه لنز می تواند در سطح نور پایین عمل کند و تصویر بهتری را داریم .

8-  عدد T ) T - Number )

گفتیم یک عدد کانونی (F-Number ) سرعتی از یک لنز را بیان می کند به فرض اینکه لنز تمام نور رسیده از موضوع را انتقال می دهد . در حقیقت لنزهای مختلف انتقال مختلف دارند . همچنین لنزها با F-Number های یکسان ممکن است عملاً سرعتهای متفاوت داشته باشند . T - Number این مشکل را به وسیله ضخامت Iris و محاسبه انتقال نور حل کرده است . برای دو عدد لنز با T - Number یکسان همیشه تصویر با روشنایی یکسان خواهیم داشت .

T - Number برابر است با نسبت عدد F به جذر میزان عبور دهی نور و حداقل برابر یک می باشد . میزان عبور نور دهی عددی بین صفر و یک می باشد .

 

از دیگر پارامترها می توان به نسبت سیگنال به نویز ، اسکنرها و تابع تبدیل کنتراست ( MTF )  اشاره نمود .