Разрешение тепловизоров и их дальность

Originally posted by angol:

Волосы дыбом не встают? А ведь, в рамках частотной модели, это один и тот же случай...

Вы знаете, не встают.
Ибо будучи придурком по жизни тоже никак не мог себе представить - шаг микроканалов
6.5 мкм, разрешение (предел) должен быть на уровне 160 линий, а декларируют 80.
Взял, протрассировал (2 дня рисовал) - получил.... . частоту Найквиста.
Не надо брать 1 случай из 1000 - когда совпадают.
Его просто не бывает, ибо RMS точки от оптики ВСЕГДА будет больше размера пикселя.
И тут Штрель роль играет немалую - долго я с этим возюкался, пересчитал уйму Пецвальчиков и зеркалок
только с целью этого гр... ного Найквиста объехать - не получилось.
Вот и делюсь выводами.
Научная дискуссия тут ни при чём - так, добавочки для понимающих.

Разрешение матрицы и угол поля зрения объектива какой?

320Х240, 9 градусов
Фото свежей (сегодняшней) мышки с 27 метров.

9 градусов

вот оно чё, михалыч! с таким узким углом обзора дальность распознавания в 2 раза выше.. .

дальность распознавания в 2 раза выше.. .

Из этих соображений прибор и выбирался. Есть еще прикольные фильмы (например. та же мышка суетящаяся у кормушек), но не знаю как их выкладывать на форум.

Есть еще прикольные фильмы (например. та же мышка суетящаяся у кормушек), но не знаю как их выкладывать на форум.

Если регистрировались на Ютубе, рутубе,оптимально выложить туда,
или если есть почта на мэйл.ру и если устраивает что народ будет заходить на Вашу страничку в "Мой мир" - можно туда выложить видео (правда будет долго загружаться)

Вы знаете, не встают. Ибо будучи придурком по жизни тоже никак не мог себе представить - шаг микроканалов 6.5 мкм, разрешение (предел) должен быть на уровне 160 линий, а декларируют 80. Взял, протрассировал (2 дня рисовал) - получил.... . частоту Найквиста.

Реальное рабочее разрешение ЭОПов составляет 30-40 штрихов на миллиметр. Это оочень далеко от Найквиста для микроканальной пластины. Есть потери разрешения на фотокатоде, передаче в микроканалы, переносе на экран, на волоконной шайбе. Эти потери, размазывая изображение, делают экран ЭОПа аналоговой структурой, для которой удобна оценка по пространственным частотам.

В, случае с матричным приемником, у Вас волосы не встают, потому, что не вникли: при наложении двух растров с одинаковым шагом, сигнал будет меняться от максимального до минимального в зависимости от пространственной фазы сигнала, величины описываемой мнимой частью комплексного числа. Т.е. будет неопределенным.

Живьем это легко увидеть, наложив листы с вырезанными полосками (одинакового шага) один на другой. Еще лучше, подложив черный фон. Сдвигая лист, увидите как полоски фона (мира) появляются и исчезают. Т.е. одну и ту же миру, в зависимости от сдвига, то видите с единичным контрастом, то не видите вовсе.

А в случае неодинаковых растров, еще и муар в амплитуде получите.
Поэтому, подменять реальную цель эквивалентной периодической мирой, в случае матричного приемника - идея скверная и не рабочая.

Если регистрировались на Ютубе, рутубе,оптимально выложить туда

А как это там сделать. В общих чертах (если можно).

Если регистрировались на Ютубе, рутубе,оптимально выложить туда

А как это там сделать. В общих чертах (если можно).

Originally posted by angol:

Реальное рабочее разрешение ЭОПов составляет 30-40 штрихов на миллиметр.

Мы говорим о ПРЕДЕЛЕ, декларируемом в паспорте.

Originally posted by angol:

А в случае неодинаковых растров, еще и муар в амплитуде получите.

Скажите, а оптика у вас априори идеальная? Какой сдвиг! Какой муар!
В случае, если у вас пятно рассеяния равно размеру пикселя для того, чтобы получить сдвиг и муар
надобно матрицу и миру расположить идеально ровно, а это 1 шанс из 1000.
А как только вы берёте наклонную миру - получите Найквиста, кольцевую - тоже.
Вот и всё. Рабочее разрешение матрицы равно двойному размеру пикселя.
Отсюда и надобно считать критерий Джонсона, учитывая фокус оптики.
И допустив, что оптика очень хорошая.

Евгений, я на доступном наглядном идеальном примере показал проблему с частотным подходом и мирами на матричных структурах. В этом идеальном примере, контраст меняется от 0 до 1 для одной и той же миры. В неидеальном мире, населенном Релеями со Штрёлями, контраст будет меняться не от 0 до 1 а, в меру неидеальности, меньше. Но проблема-то неопределенности сигнала никуда не исчезла поменяв диапазон сигнала.
Муар и теневое перекрытие давно используются в оптике. Вы легко найдете муар на тюлевых шторах, этот эффект не требует никакой идеальности в расположении.

Что касается Джонсона. Это всего лишь опытные данные для конкретного вида техники -ПНВ, где частотная модель работает. Она сработала и на тепловизорах со сканирующими фотоприемниками. Она не работает на матричных. Даже четыре пары штрихов, для матричников признаны избыточными. Используются более соответствующие опытные данные - 6 строк, что как Вы знаете не одно и то же. Джонсон в матричных тепловизорах сегодня не используется.

Евгений, просто сами скажите, сколько раз Вам приходилось считать дальность распознавания для матричного тепловизора (а я это уже знаю ) и насколько Ваши расчеты совпали с полевыми результатами. Я, почему-то, полагаю что Найквисты, Рэлеи и Штрёли застесняются и уйдут за угол. Чтоб не мешать расчетам дальности.. .

Originally posted by angol:

Евгений, просто сами скажите, сколько раз Вам приходилось считать дальность распознавания для матричного тепловизора

Ни разу. Но критерий Джонсона взят из книжки именно по тепловизорам.
И ещё - только что залез в ZEBASE 5, там под литерой "Т" куча объективов.
По частотке на 40% контрасте разрешение не более 35 лп/мм.
Брал систему 4-х линзовую, 2 Х Ge + 2 X ZnS_IR, т.е. достаточно дорогой вариант.
Не знаю требуемого контраста микроболометра - засекречено, наверное.
Но 40% это круче, чем CMOS (там требование >60% Nyquist)

Это говорит только об одном - дальность определения можно работать и по 1 пикселю (лишь-бы шум не забил)
А вот классификация, распознавание и идентификация по прямому количеству пикселей работать не будут.
Я не проверял - это не моя поляна. Но уверен.

критерий Джонсона взят из книжки именно по тепловизорам

Да, как же, помним и чтим: Ллойд, Госсорг, Мирошников, механические сканеры.. . А не припомните, кстати, по каким объектам критерий Джонсона применялся и какую задачу решал?

По поводу расчетных процентов контрастов одна маленькая подсказка. В телевизионной системе, 10% контраст - из рук вон плохая мутная картинка. В тепловизионной, ОСТ по распознаванию (не людей) требует различать контраст 1.5 градуса. Естественно, на естественном фоне. Тот, который 300 градусов по Кельвину

Originally posted by angol:

требует различать контраст 1.5 градуса.

Спасибо за подсказку, только это слегка из другой оперы (ИМХО).
Под контрастом я подразумевал падение "освещённости" между двумя близко расположенными точками изображения.
Таким падением, при котором эти точки могут рассматриваться отдельно.
Мы не говорим про реагирование, тепловик тоже работает в полутонах, не только "есть/нет".
Есть пятно - это первая ступень, определение.
Далее расстояние сокращается, разрешение растёт и вы видите уже 2 - 4 - 6 пятен,
из которых складывается картинка цели.
Я говорю о размере этих пятен - накладке качества оптики на Найквиста матрицы.
И, как результат, пересчёте на дистанции Target Discrimination.

Под контрастом я подразумевал

Дак на него и намек. Для ТВ камеры нормальный контраст в наблюдаемой сцене от 0 до 1, а для тепловизора от 0 до 0.1 уже замечательно.

Все остальное, честно говоря, не понял о чем и к чему

Originally posted by angol:

Все остальное, честно говоря, не понял о чем и к чему

Ну, значит останемся каждый при своём.

Душевно побеседовали ,а нам наука. Как все сложно то оказывется, мозги вывехнуть можно.

Originally posted by Gret10:

Душевно побеседовали ,а нам наука.

Научный спор на страницах данного форума просто ни к чему.
Разрешение системы (я уже давно пытаюсь это доказать, правда безуспешно) зависит
в первую очередь от разрешения оптики, которое, почему-то, берётся запредельным.
Никаких частоток, никаких рассеяний точки/линии. Просто формула из справочника фотолюбителя и всё.
Я уже писал чуть выше - просто взял готовую систему из базы Земакса и посмотрел - разрешение около 40 линий.
Это означает пятно рассеяния 25 микрон - соизмеримо с размером пикселя.
Но брать для ДЕТАЛЬНОГО разглядывания надо размер двойного пикселя.
Т.е. разрешение системы будет 50 микрон или 25 лп/мм
Вот этот 50-микронный приёмник и берётся за точку/линию.
Отсюда и дистанции (ИМХО) считаться должны. Особенно такие, как идентификация.

Расчет-то и картинка с 15-ти пиксельным кабаном правильная или нет?
Полнейший бред,как видно из фото ЕНС.

Для CCTV пишут, что разрешение оптики заведомо лучше разрешения матрицы (1/3", 600 твл).

Originally posted by Леша:

Для CCTV пишут, что разрешение оптики заведомо лучше разрешения матрицы (1/3", 600 твл).

Ну, как в старом одесском анекдоте - "Ну, говорите и вы!"
Фокус не указан, но не суть.
1/3 дюйма - размер матрицы 4.8 Х 3.6 мм
Делим 3.6 на 600 = пиксель 6 микрон, Найквист 12 микрон, частота 62 линии на 60% контрасте вполне допустима.
Но не во всём диапазоне чувствительности матрицы (420.... 950 нан).
Линзовая оптика даст сильный хром.

Originally posted by ЛОВЧИЙ:

Расчет-то и картинка с 15-ти пиксельным кабаном правильная или нет?

Кто-нибудь - дайте фокусное объектива.

Originally posted by ЕНС:

А как это там сделать. В общих чертах (если можно).

Пошагово - youtube.com

Как все сложно то оказывется, мозги вывехнуть можно

Ну это, если усложнять. Вообще-то, я и постарался показать, что все просто.

Ну вот, Евгений, хочет обязательно посчитать -а что там оптика. А это означает, что никто и никогда не посчитает дальность ничего. Реально какой производитель снабдит кого-нибудь из нас графиками ФПМ или RMS? Кто расскажет о своих допусках, технологии сборки и настройки?
И что теперь -никто никогда ничего не оценит и не сравнит?
Естестенно это не так.

Если оптика существенно хуже дифракционного предела или пятно от точечной цели существенно хуже размера пиксела - в топку такую оптику. Какой дурак будет убивать разрешение микродисплея плохим окуляром, а разрешение матрицы плохой оптикой? Соответственно, самым узким местом системы явлется формат приемной матрицы и микродисплея. А из формата и шага матрицы при известном фокусном расстоянии дальность следует на раз-два-три.

Единственная сложность - не следует путать критерии и задачи. Джонсона натягивать на ростовую фигуру, а ростовую фигуру на кабана.

Originally posted by yevogre:Я уже писал чуть выше - просто взял готовую систему из базы Земакса и посмотрел - разрешение около 40 линий.Это означает пятно рассеяния 25 микрон - соизмеримо с размером пикселя.Но брать для ДЕТАЛЬНОГО разглядывания надо размер двойного пикселя.Т.е. разрешение системы будет 50 микрон или 25 лп/ммВот этот 50-микронный приёмник и берётся за точку/линию.

Евгений, Вы путаетесь сами и путаете других.

Пятно рассеяния 25 микрон, это, если Вы потрудитесь подсчитать -дифракционный предел разрешения для относительного отверстия 1:1. Выше его делать смысла нет. Ниже тоже нет -учитывая, что самое дорогое и узкое место -фотоприемная матрица. Поэтому, для любого тепловизионного объектива (кроме откровенно чмошного) это открытие Америки может быть совершено повторно.

Забавен способ обращения с цифрами. 25 микрон с заклинанием Найквиста превращаются в 50. А рекурсию не хотите применить? Так, за десять циклов, можно 25 превратить в 250
К чему эта муть, если количество пикселов на высоту объекта или на его площадь вполне самодостаточно?

Originally posted by ЛОВЧИЙ:Расчет-то и картинка с 15-ти пиксельным кабаном правильная или нет? Полнейший бред,как видно из фото ЕНС.

На фото, заведомо больше пикселей. Такие картинки показывают покупателям - как замечательно купленный прибор будет видеть.
15-пиксельный кабан (с) примерно вдвое краше чем 8-пиксельный, который и будет видеть стрелок на предельной дистанции распознавания. Выглядит вполне достоверно.

Насчет правильности расчета - судить автору 15-пиксельного кабана, насколько критерии распознавания (определения вида бронетехники -танк, БМП, БТР) и идентификации (марка бронетехники, например Т-64) применимы к парнокопытным, хоть и с легко-бронированной шкурой.

Что-то в этом есть.. . Например распознавание происходит при выделении кабана на фоне носорогов, а идентификация могла бы применяться к кабанам, имеющим кличку или бортовой номер.

Если же применить критерии распознавания аналогично ростовой фигуре, то распознанным можно считать кабана, указывающего направление движения поднятым копытом.

Пошагово - youtube.com

Спасибо за науку. Попробую!

На фото, заведомо больше пикселей. Такие картинки показывают покупателям - как замечательно купленный прибор будет видеть.

Ну, не нужно меня, просто юзера, подозревать в дешевой рекламе! Я, что увидел в свой прибор - то и показал! Просто для меня данная тема по названию была интересна, а по насыщенности научными терминами (в чем спорящим сторонам мое большое уважение), к сожалению - бесполезна, потому, что как я ни пытался вникнуть в суть спора, сделать это без спецобразования и штудирования соответствующей литературы - невозможно. Да и состав участников "круглого" стола подтверждает, что данный диспут для профессионалов! К сожалению.
Я, надеялся найти здесь практические сведения о различных моделях тепловизоров и их возможностях. Но, тем не менее, для общего (конечно, весьма поверхностного) развития, для меня тема полезна. Спасибо.

Например распознавание происходит при выделении кабана на фоне носорогов, а идентификация могла бы применяться к кабанам, имеющим кличку или бортовой номер.

Шутка не плохая (про бортовой N), однако Вы не сильно далеки от истины. Бортовых N кабанам, конечно, раздавать не додумались (пока, что), а вот "бортовые" (извиняюсь за анатомические подробности) писюны есть у многих. И, что интересно, тепловизор их замечательно идентифицирует с 50-60 ти метров (дальше просто не подворачивался случай проверить). А это иногда нужно для подтверждения разрешения на выстрел (как известно, взрослых свиней стреляют только бесбашенные идиоты и беспредельные депутаты, ну за исключением очень редких непредсказуемых "несчастных" случаев).

Originally posted by angol:

Если оптика существенно хуже дифракционного предела или пятно от точечной цели существенно хуже размера пиксела - в топку такую оптику.

Вот это по-нашему!
Подозреваю, что Н-сиб выпускает оптику ТОЛЬКО диффракционного качества.
На этом откланяюсь, ибо вести научный спор с представителями Н-сиб научной династии....
Не дорос. Привет Клевцову.

Originally posted by yevogre:

Ну, как в старом одесском анекдоте - "Ну, говорите и вы!"
Фокус не указан, но не суть.
1/3 дюйма - размер матрицы 4.8 Х 3.6 мм
Делим 3.6 на 600 = пиксель 6 микрон, Найквист 12 микрон, частота 62 линии на 60% контрасте вполне допустима.
Но не во всём диапазоне чувствительности матрицы (420.... 950 нан).
Линзовая оптика даст сильный хром.

Да, точно. Раньше я действительно не очень вникал в вопрос, а сейчас почитал и вижу, что все не так уж радужно.

Originally posted by angol:

Если оптика существенно хуже дифракционного предела или пятно от точечной цели существенно хуже размера пиксела - в топку такую оптику. Какой дурак будет убивать разрешение микродисплея плохим окуляром, а разрешение матрицы плохой оптикой?

Например, в фототехнике это сплошь и рядом.
Сам лично покупал себе мыльный, хроматящий, с плохим стабилизатором и т.д. объектив дороже 1000 долл
Тут главное впарить, а реальные характеристики большинство юзеров не поймет.

Originally posted by Леша:

Тут главное впарить,

Вот ИСТИНА, точно.
Я уже писал, будучи придурком по жизни, решил я этого пресловутого Найквиста обуть.
Разрисовал матрицу с 10-микронным пикселем и, дай, думаю, найду такую ФРТ, при которой его (Найквиста) фтопку отправлю.....
Дорулил до 1/3 пикселя (для светосильной оптики это вне возможностей).
Но всё равно (СВОЛОЧЬ!!!) перекрывает 2 пикселя и мажет линию (если чуть в наклон или как) по ДВОЙНОМУ пикселю.
Так что всё, что пишу, это не просто теория Найквиста-Котельникова и Ко, а результат МОДЕЛИРОВАНИЯ.
И тот, кто не просто смотрел в трубку Забелина или иже с ним, угадывая на объективах 1000 и более линий,
а хотя-бы ЗАДУМАЛСЯ иногда над тем, что делает (без математики), просто поймёт,
что Котельников (аки Найквист) жизнь прожгли не зря.

Но отмести их просто выгодно - ну кому-ж не хооцца на матрицу 320Х240 кабана ИДЕНТИФИЦИРОВАТЬ за 500 метров,
при этом отличить товарного секача от кормящей мамки по писюну в наличии

Originally posted by ЕНС:не нужно меня, просто юзера, подозревать в дешевой рекламе!

Абсолютно не подозревал Вас, и не намеревался Вас обидеть. Просто Ваши картинки слишком красивы, а на предельной дальности они гораздо скромнее

тема по названию была интересна, а по насыщенности научными терминами (в чем спорящим сторонам мое большое уважение), к сожалению - бесполезна

Ну это Евгений решил тряхнуть всеми оптическими науками, чем изрядно напугал всех читателей, я-то как раз показал, что дальность легко спрогнозирует человек знакомый с подобными треугольниками (семикласснику уже по силам). Вся остальная наука работает, но применяется для совсем других задач.

Originally posted by yevogre:Подозреваю, что Н-сиб выпускает оптику ТОЛЬКО диффракционного качества.На этом откланяюсь

Евгений, Вы опять путаете
На этот раз -оптику с тепловизионной оптикой. Несмотря на стоимость, непрозрачность и экзотические материалы, она всеж попроще будет как по отношению поля зрения к разрешению (информационному потоку), так и по спектральному диапазону.

Клевцову привет, конечно, передам, только чувствую какой-то подвох.. .
У Вас к нему какие-то претензии?

Originally posted by Леша:Например, в фототехнике это сплошь

Кажется речь шла о тепловизорах? В фототехнике и других массовых применениях оптики совершенно другое отношение цены оптики к цене матрицы. А в некоторых, даже фотоприемники отсутствуют.

Да и оптика в дешевой мыльнице, как ни странно, функционально посложнее, чем в неохлаждаемом тепловизоре.

Originally posted by yevogre:Котельников (аки Найквист) жизнь прожгли не зря.Но отмести их просто выгодно

Евгений, что Котельников-Найквист-Шеннон (если на то пошло) жили не зря, вроде бы под сомнение никто не ставил. И, если Вы не инкарнация Котельникова, никто не отметал. А вот Ваш способ их использования вызвал сомнения.

Сначала Вы привлекаете дух Джонсона, порождающий 4-штриховую эквивалентную миру, затем с помощью духа Котельникова доказываете, что Вам, в идеале, надо не меньше 8 строк на высоту объекта, если Релей и Штрель не против.

А экспертные оценки утверждают о достаточности 6 строк ТЕПЛОВИЗИОННОГО изображения для распознавания ростовой фигуры. Т.е. дух Джонсона Вы вызывали всуе. По Джонсону надо минимум в полтора раза больше строк, потому, что Джонсон пользует их для других задач и целей. А соответственно, зря вызывали Котельникова, Найквиста и Шеннона.

И, если не знаете, что такое шум дискретизации, как он влияет на возможность применения частотной модели, велкам к посту 41, прошу продемонстрировать перемножение ФПМ оптики на ФПМ квадратной не сканирующей апертуры элемента приемной матрицы.

Originally posted by angol:

Евгений, что Котельников-Найквист-Шеннон (если на то пошло) жили не зря вроде бы под сомнение никто не ставил.

Вы знаете, я прошёл несколько другую (не математическую) школу по рассчётам.
И анализирую немного по своему.
А за образец беру того-же Максутова или Грегори с Кассегреном, которые родились и разработалисвои системы задолго до появления Зарнике и пр.
Просто брали лучик и трассировали.
А вот с матрицей несколько другое. Но я-же не зря сказал, что рисовал это вживую.

Прошу:

задолго до появления Зарнике

Фриц Цернике (1888-1966)
Максутов, Дмитрий Дмитриевич (1896-1964)

с матрицей несколько другое

Об том и было сообщено парой страниц раньше. Но Вам вольно возобновить прения...

Прошу:

Это, что -ФПМ или дух Котельникова???

Предлагаю поиграться самостоятельно с приведённой картинкой, закрасив квадратики
матрицы, на которые попадает сигнал. Совсем мелкие не стОит - не надо себе льстить, что пятно
оптики (ДАЖЕ Новосибирской!!!) будет намного меньше пикселя.
И вы увидите, что такое частота Найквиста.
Не получите вы переодику размером с пиксель НИКОГДА.
Правда, если действовать по принципу - "В Африке ирландцев гораздо больше, чем коренных африканцев,
если считать только рыжих" - то в случае параллельного попадания можно получить такой эффект.
Но надобно сразу себе представить тремор, наклон прибора и прочее-рабочее-полевое.
И сомнения отпадут.

Originally posted by angol:

Клевцову привет, конечно, передам, только чувствую какой-то подвох...

Всё очень просто. Есть система Максутов-КАССЕГРЕН, есть Аргунов-Акмяе, а есть уникальный Клевцов.
Кто знает - поймёт. Правда, этот холивар уже заглох, но память не сотрёшь.

Originally posted by angol:

Фриц Цернике (1888-1966)
Максутов, Дмитрий Дмитриевич (1896-1964)

Спасибо, конечно. Только я имел в виду Кассегрена и Грегори.

Предлагаю поиграться самостоятельно с приведённой картинкой, закрасив квадратики матрицы, на которые попадает сигнал...
И вы увидите, что такое частота Найквиста.

Что такое частота Найквиста, я знаю с института. Теоремы Котельникова и Шеннота -тоже. Людей заново открывших теорему Котельникова закрашивая рисунки тоже нагляделся предостаточно. Хотя все они оканчивали профильный институт и, казалось бы, должны были быть в курсе

Евгений, на случай, если у Вас недостаточно контрастный экран, повторю текст почетче.

что Котельников-Найквист-Шеннон жили не зря, под сомнение никто не ставил. А вот Ваш способ их использования вызвал сомнения

Ибо матрица. Шум дискретизации. Аляйзинг. Может эти слова тоже покрупнее написать?

Originally posted by angol:

Ибо матрица. Шум дискретизации. Аляйзинг. Может эти слова тоже покрупнее написать?

Не надо, ибо это не моя поляна.
При получении задачи на проектирование оптики для матриц за основу всегда берут размер двойного пикселя.
В астрономии разрешение матрицы поднимают до пикселя математической ПОПИКСЕЛЬНОЙ обработкой
сигнала по распределению его силы/амплитуды. Таким образом можно вычислить координаты звезды более точно.
В остальных случаях - двойной пиксель в качестве рабочего разрешения.

Но если за болометром имеется процессор попиксельной обработки - беру слова назад.
Правда, сразу возникает вопрос - как этого добиться в реальном времени на 30Гц?