Что такое НЭТД?

Question

Что такое НЭТД?

Accepted Answer

Термическая чувствительность (NETD) означает разность температур, эквивалентную шуму, которая является критическим параметром для оценки тепловизионных камер средневолнового инфракрасного (MWIR) и длинноволнового инфракрасного диапазона (LWIR). Это значение, которое представляет собой отношение сигнал/шум разности температур , что эквивалентно мгновенному шуму камеры формирования изображения. Следовательно, оно приблизительно представляет собой минимальную разницу температур, которую может разрешить тепловизионная камера, что напрямую связано с четкостью ее измерения.

При подборе сенсоров с одинаковой конфигурацией пикселей и под фиксированной термометрической шкалой, использовании для съемки приборов с разной термочувствительностью результаты следующие:

При разной термочувствительности представленные изображения сильно различаются. Чем меньше значение чувствительности, тем лучше термочувствительность и четче изображение.

Измерение NETD

(1) Двухточечный метод

Двухточечный метод является распространенным способом измерения NETD инфракрасной камеры. Он основан на двух предположениях: 1. Поверхность мишени однородна и не имеет локальных источников тепла. 2. Шум между пикселями видеокамеры независим.

Конкретные шаги заключаются в следующем:

1. В полностью темной среде выберите в качестве целевой точки две точки пикселей с умеренным расстоянием.

2. Измерьте выходной сигнал тепловизионной камеры и рассчитайте разницу сигналов между двумя пикселями.

3. Рассчитайте соответствующий NETD согласно температурным характеристикам тепловизионной камеры.

(2) Метод усреднения

Метод усреднения — это простой и часто используемый метод измерения NETD тепловизионных камер. Он основан на статистических свойствах выходного сигнала видеокамеры для более высокой точности измерений.

Конкретные шаги заключаются в следующем:

1. Выберите область пикселей подходящего размера в стабильных условиях окружающей среды.

2. Измерьте среднее и стандартное отклонение выходных сигналов всех пикселей области.

3. Рассчитайте NETD на основе температурных характеристик и стандартного отклонения тепловизионной камеры.

(3) Метод спектрального анализа

Спектральный анализ — это метод измерения NETD инфракрасной камеры на основе спектра сигнала, который подходит для тепловизионных камер с очевидными частотными характеристиками шума.

Конкретные шаги заключаются в следующем:

1. Выходной сигнал видеокамеры подвергается преобразованию Фурье для получения спектра сигнала.

2. Проанализируйте компоненты шума в спектре и рассчитайте NETD.

Факторы, влияющие на NETD:

(1) Скорректированный диапазон измерения температуры. В зависимости от выбранного диапазона измерения температуры и температуры объекта показания шума будут разными. Однако, пока на изображении присутствует значительный тепловой контраст и температура целевой области намного выше температуры фона, это не слишком сильно повлияет на точность измерения.

(2) Температура детектора. Если камера формирования изображения находится при более высокой температуре, шум системы увеличится, степень которого зависит от внутренней стабильности инфракрасной тепловизионной камеры.

(3) Число F объектива камеры. Меньшее число F означает большую диафрагму, которая позволяет большему количеству инфракрасного излучения проникать в камеру. Как правило, большая апертура (меньшее число F) принимает больше инфракрасного излучения, что помогает улучшить соотношение сигнал/шум при изображении. Теоретически, чем меньше число F, тем ниже значения шума и тем лучше качество изображения.