Приветствую всех!

Открываю эту тему для вопросов по физике/технике любых направлений.
В продаванческих темах отвечать больше не буду - продаваны и приспешники заколебали КАНКРЕТНО.
Есть вопросы - давайте тут.

Евгений, как выжать максимальную чувствительность из тепловизионной техники для отображения "легендарной" картинки? Какие материалы и алгоритмы нужно использовать? Желательно расширенный ответ.

Добрый день, Евгений! Раз уж можно любые вопросы задавать, давайте я свои озвучу, скорее ламерские конечно, но все же интересная тема для меня, в гугле нифига не смог найти по большей части все ссылки на рекламу, продажу и простейшую схему как работает тепловизор.
1. Тепловизионные модули как я понял поставляются производителями уже с какой то микросхемой (КОР ?) которая выдает какую то необработанную картинку? И у любого производителя прицелов если стоит одинаковый модуль, например Улис, изначальная картинка одна и та же, если не брать во внимание объектив? Какой разъем используется для передачи этой изначальной картинки на обработку в электронную начинку (плату) прицела и в каком формате эта картинка идет? Можно ли ее напрямую вывести на дисплей без обработки? Скольки жильный этот выход из модуля?
2. Электронную плату каждый производитель видимо свою разрабатывает или есть какая то "болванка" типа Ардуино? ПО понятное дело уже у каждого свое и от него зависит какая картинка выдается на дисплей и весь функционал прицела. Обработка картинки с модуля и вывод на дисплей прицельной марки и др. информации (часы, уровень заряда и т.п.) одним процессором производится или это как бы 2 отдельных ПО выдаваемых на один дисплей независимо друг от друга? Возможно ли в принципе вместо электронной платы использовать например смартфон на андроиде с установленным спец. приложением на него и выводом затем изображения на микродисплей? Если это возможно, то я думаю нашлись бы люди, которые сделали бы такое приложение и вполне возможно с намного большим функционалом и качеством картинки, ведь делают приложения намного более сложные, в т.ч. и обработки изображений.
3. Почему на окуляре не делают колечка для регулировки яркости дисплея от ноля и до максимума, не нужно бы было никаких кошачих глаз, приложился, добавил до нужного уровня яркость, осмотрелся убрал до ноля и никакой засветки на лицо. Проблемно ли вывести видеосигнал на отдельный окуляр проводом или по блютуз или вай-фай? Продаются такие на Али с проводом.
4. У Pard-а например есть несколько моделей прицелов с абсолютно одинаковыми характеристиками за исключением объектива от 19 до 45, где то можно приобрести отдельно объектив и таким образом проабгрейдить прибор или компоновка внутри разная и расстояния до матрицы без переделки не позволит просто заменить объектив?

Пару лет назад вы писали, что 17мкм предпочтительнее 12. Темы уже нет, по памяти из-за чувствительности и контраста при одинаковой оптике.
За прошедшее время что-то изменилось в технологиях, что нивелировало разницу?
НЕТД 25, ныне модный в устройствах, которые по цене не сильно выше аналогичных с 35-40 (Пульсо-Прошка, Глаз v3 и Зум Рея) это физическая реальность или программно-электрический boost «сороковок»?Если boost, есть ли негативные проявления такого режима.
Будет ли прибор с нетд 25 обнаруживать дальше, показывать больше деталей и градаций тёплого, чем точно такой же с 40? И если не точно такой же, а 12/25 vs 17/40 при одинаковой оптике «единичке»?

Привет, ребята!

Для начала дам ссылочку на архив ГАНЗы

guns.allzip.org

Это моя тема "Мифы и легенды", которую я удалил за ненадобностью ибо "рынок рулит"
Но на сегодня, чувствую, вопросов навалилось множество.
Постараюсь ответить на все, но для начала рекомендую поискать там, в архиве.

Перенесу сюда, чтобы не переписывать
Думаю, снимет много вопросов про NETD

Тема чувствительность матрицы или NETD.
Миф:
Чем меньше значение NETD, тем лучшую картинку показывает прибор.
Параметр показывает разницу температур объекта, которую улавливает сенсор

NETD - Noice Equivalent Temperature Difference. В переводе - разница температуры, эквивалентная шуму.
Мой коллега выше немного описал что это такое.
Попробую попроще и доходчивее:

Всем известно, что любые электронные устройства порождают помимо полезного сигнала кучу паразитных.
Вся совокупность этих ненужных сигнальчиков называется шумами.
У тепловизионной матрицы 3 типа шумов.
На языке оригинала эти группы звучат так:

1. Photon Noise - шум, порождаемый непосредственно сигналом
2. Detector-Generated Noise - шум, порождаемый детектором сигнала
3. Post detector Electronic Noise - шум, порождаемый последующей обработкой сигнала.

Рассматривать их отдельно скучная и долгая процедура.
Поэтому даже для тех, кто измеряет эти шумы, был выведен суммарный параметр, названный NETD.
Т.е. это сумма всех шумов, приведенная к понятному параметру - некоей разнице температур.

Для более точного понимания этого параметра опишу метод его измерения.
1. Матричный приемник (сенсор) с обвязкой соединяется с входной оптикой с относительным 1:1
2. При помощи полученной камеры делаются снимки поверхности имитатора Абсолютно Черного Тела (АЧТ) с постоянной температурой.
3. Из 40 последовательных снимков делается выборка по квадратам 100Х100 пикселей из одной зоны.
4. Сравнивается отображаемая температура этой зоны на 40 разных снимках и ее отклонение фиксируется как NETD.

Т.е. НИКАКОГО отношения к реально видимой разнице температур этот параметр не имеет.

Реальным параметром, улавливающим разницу температур зон/объектов является параметр MRTD - Minimum Resolvable Temperature Difference, минимальная РАЗРЕШИМАЯ разница температур.
Параметр в документации не указывается, ибо полезной информации не несет.
На деле он колеблется между значениями 0,5... 1 градус или 500... 1000 мК,
что на порядок отличается от NETD, который обычно берут за основу.

Вот такой вот миф 😀 😀

Originally posted by zemba:

Темы уже нет,

12 мкм новый стандарт теплоприцелов? flir pts223 12чm boson

Можно освежить

Originally posted by Константин66:

Добрый день, Евгений! Раз уж можно любые вопросы задавать, давайте я свои озвучу

Константин!
С большим сожалением сообщаю - ваши вопросы абсолютно не моя область.
Это к электроннщикам - про шины, разрядность и обработку изображений.
Я в этой теме только по верхам, не более.

Originally posted by Boroda_4:

Евгений, как выжать максимальную чувствительность из тепловизионной техники для отображения "легендарной" картинки?

Расширенного ответа не получится
1. Микроболометр есть примитивный сенсор, работающий на принципе изменения сопротивления мостика
в зависимости от его температуры.
Он греется за счёт абсорбции э/м излучения определённого спектра.
Далее 2 шага - разделение по пикселям или (по умному) ДИСКРЕТИЗАЦИЯ и оцифровка сигнала или (по умному) КВАНТОВАНИЕ.
Дальше работают с цифровым сигналом.
2. Приёмником сигнала, выводимого на дисплей, является человечий глазик.
САМЫЙ примитивный сенсор по отношению к световому сигналу, ибо работает в логарифме.
3. Видеопоток, который пускают в глаз, есть слайдшоу с частотой 25... 50 фоток в секунду.
Он должен проистекать в реальном времени.
Т.е. времени на какую-то крутую цифровую обработку картинки ПРОСТО НЕТ!

yevogre:

12 мкм новый стандарт теплоприцелов? flir pts223 12чm boson

Можно освежить

Т.е. за прошедшие 4 года прорыва в материалах или технологии, которые нивелировали бы разницу 17/12 не случилось?
Есть ли разница МРТД на уровне присущих ванадию vs кремнию свойств? Условно, «12мкм ванадий не хуже 17мкм кремния за счёт свойств материала».
НЕТД, как понял, показатель стабильности, не отражает ли он более высок качество, не коррелирует ли это с разницей и чувствительностью?
Применяемые сейчас в поднебесных объективах покрытия вытягивают разрешение и контраст на 12мкм?

Originally posted by zemba:

Т.е. за прошедшие 4 года прорыва в материалах или технологии, которые нивелировали бы разницу 17/12 не случилось?

1. Материалы поменялись? НЕТ!
2. Ванадий безусловно получше, технология другая...
НО
Чувствительность НАПРЯМУЮ зависит от площади единичного сенсора
Мне ещё раз эту арифметику расписать или так поверите?
3. По моему глубокому убеждению NETD просто показывает уровень технологии.
В частности равномерность тощины плёнки - это даёт равномерность сигнала.
4. Качество оптики = материалы + счёт.
Считать они научились здОрово, по гляделкам вне конкурса

yevogre:

2. Ванадий безусловно получше, технология другая...
или так поверите?

Безусловно верю, но с учётом первого тезиса, «лучшесть» вокса не нивелирует разницу площади 12/17?

yevogre:

4. Качество оптики = материалы + счёт.
Считать они научились здОрово, по гляделкам вне конкурса

А про покрытия, в частности те, которые нужны для 12мкм, есть ли какое-то мнение?

Originally posted by zemba:

'лучшесть' вокса не нивелирует разницу площади 12/17?

Нет. С ванадием электроника работает легче.
И "битых пикселей" практически нет.

Originally posted by zemba:

А про покрытия, в частности те, которые нужны для 12мкм, есть ли какое-то мнение?

Никакие покрытия ничего не улучшают.
DLC просто прочное, но пропускание не очень.
HDAR получше с пропусканием, но ничего сверхординарного.

Если ваша система (оптика) пропускает по площади меньше, то покрытие с разницей в пару процентов ничего не даст.
А вот если ваш ОДИНОЧНЫЙ сенсор снимает сигнал с площади объекта, которая в 2 раза больше.....
Можно и не продолжать

Здравствуйте! Почему производители не ставят штатно объективы с относительным отверстием меньше 1. Такие объективы могут существенно поднять качество картинки?

Originally posted by Tig79:

Почему производители не ставят штатно объективы с относительным отверстием меньше 1

По расчёту и производству это практически НЕВОЗМОЖНО.
Увеличиваете дырку (относительное 0,9 и ниже) - увеличиваете ошибки (аберрации)
Я пробовал - до 0,95 можно догнать
Дальше - резкое снижение качества.
Т.е. только чистая коммерция, никаких реальных перспектив.
Не хочу публиковать графики - просто не поймёте.
Поверьте, если сможете

Originally posted by yevogre:

По расчёту и производству это практически НЕВОЗМОЖНО.
Увеличиваете дырку (относительное 0,9 и ниже) - увеличиваете ошибки (аберрации)
Я пробовал - до 0,95 можно догнать
Дальше - резкое снижение качества.
Т.е. только чистая коммерция, никаких реальных перспектив.
Не хочу публиковать графики - просто не поймёте.
Поверьте, если сможете

Евгений, попрошу показать их, интересно всё же на данные посмотреть.

Originally posted by Boroda_4:

Евгений, попрошу показать их, интересно всё же на данные посмотреть.

Простите, могу я для начала узнать вашу специальность/образование?
Ну, чтобы УРОВЕНЬ объяснения определить и какими терминами могу оперировать...

Originally posted by yevogre:

Простите, могу я для начала узнать вашу специальность/образование?
Ну, чтобы УРОВЕНЬ объяснения определить и какими терминами могу оперировать...

Объясняйте, как простому человеку, Вашу тему читают все и всем будет важнее понять, чем изучать.

Originally posted by Boroda_4:

Вашу тему читают все и всем будет важнее понять, чем изучать.

Дааа...
Это как в анекдоте про тарелЬку и бутылЬку, сол и вермишел.
"Нелзя панять, нада запомнить... "(С)

У меня недавно случилась перепалка с участником, который считает себя спецом именно в оптике.
Его последняя фраза - "Я думал вы в оптике разбираетесь, а вы ДАЖЕ РАЗРЕШЕНИЕ ТЕЛЕСКОПА посчитать не можете"(С)
У него 2 разных разрешения:
По Релею, когда число 140 делится на диаметр линзы/зеркала (апертура называется)
И по Дэйвсу, когда на то-же самое делится цифирька 116.
Т.е. уровень детсада.
Мне нужно определить уровень познания (школьный курс, что-то большее)
Я должен отвечать за свои слова - надо пояснять на пальцах, а это не так просто.
"Как простому человеку" - это ни о чём, извините.

Евгений, я даю Вам рекомендацию, что бы Ваша информация была полезна всем, а не только тем, кто имеет высшее по физике или математике. Чем проще - тем лучше иное не требуется.

Originally posted by Boroda_4:

что бы Ваша информация была полезна всем

ОК
Тогда так:
1. Вы понимаете, что такое периодический сигнал, определяющий разрешение системы?
Ну, т.е. чередование сигнал/нетсигнала попиксельно....
2. Вы понимаете, что такое контраст, т.е. уровень между сигнал/нетсигнала в процентах чтобы сенсор это видел?

Определитесь, иначе мне придётся весь курс физики тут разжёвывать

Это для затравки.
Почитайте и, если что-то непонятно, давайте вопросы.
Потом пойдём дальше

Спасибо, всё уже понятно, теперь можно дальше что-то показывать!

Originally posted by Boroda_4:

теперь можно дальше что-то показывать!

ОК, поехали!
Итак, типичный ИК германиевый объектив.
Система Пецваля (так, для информации), 2 линзы, форма асферика.

Ход лучей от бесконечно удаленной точки.
Короче на входе параллельный пучок.
Фокус данного конкретного счёта 60мм, реализован и работает достаточно неплохо

Ок, теперь интересно, что будет, если не правильно рассчитать линзу, я так понимаю будет нарушение передачи сигнала, как минимум и как максимум просто просадка?

Originally posted by Boroda_4:

как минимум и как максимум просто просадка?

А что такое "просадка"?
Если линза неправильно считана, то просто ничего видно не будет - это ПОНЯТНО?

Меня тоже мучает вопрос про матрицы 25, 17 и 12.
Я не силён в науке -всё нижесказанное из моих наблюдений
Начну издалека. Где-то лет 5 назад был озадачен покупкой профессионального фотоаппарата в подарок одному хорошему человеку, так вот при изучении данного вопроса выяснилось что при одинаковых равных условиях фотоаппараты с большим физическим размером матрицы ценились и стоили дороже.
Если посмотреть на тепловизоры(теплоприцелы) то можно заметить что у одного и того же производителя на одних и тех же моделях поле зрения уменьшается. Примерно это выглядит так - на приборах первых выпусков где стояла 25-и микронная матрица поле зрения было, ну скажем 12градусов ,на последующих с 17 микронной 9 градусов, а на 12 микронной уже 7. И это с одинаковым диаметром объектива.
Наблюдается тенденция что все производители хотят сделать как можно меньше, зачем непонятно, может просто чтобы уменьшить себестоимость.
Еще из наблюдений - имел возможность неоднократно сравнить одинаковые модели с25 и 17 микронной матрицей, так вот скажу что с матрицей 25микрон можно увидеть(обнаружить) гораздо дальше - так скажем на пределе возможности прибора нежели в 17микронную, хотя на близких и средних расстояниях 17микрон видит 'красивее'
Конечно теологии шагнули вперёд, но правильно ли я понимаю что если по современным технологиям изготовить 25микронную матрицу то это будет 'бомба'

Originally posted by yevogre:

Если линза неправильно считана, то просто ничего видно не будет - это ПОНЯТНО?

ПОНЯТНО, можно же проще отвечать, Евгений)

Originally posted by US AL NK:

Меня тоже мучает вопрос про матрицы 25, 17 и 12.
Я не силён в науке -всё нижесказанное из моих наблюдений
Начну издалека. Где-то лет 5 назад был озадачен покупкой профессионального фотоаппарата в подарок одному хорошему человеку, так вот при изучении данного вопроса выяснилось что при одинаковых равных условиях фотоаппараты с большим физическим размером матрицы ценились и стоили дороже.
Если посмотреть на тепловизоры(теплоприцелы) то можно заметить что у одного и того же производителя на одних и тех же моделях поле зрения уменьшается. Примерно это выглядит так - на приборах первых выпусков где стояла 25-и микронная матрица поле зрения было, ну скажем 12градусов ,на последующих с 17 микронной 9 градусов, а на 12 микронной уже 7. И это с одинаковым диаметром объектива.
Наблюдается тенденция что все производители хотят сделать как можно меньше, зачем непонятно, может просто чтобы уменьшить себестоимость.
Еще из наблюдений - имел возможность неоднократно сравнить одинаковые модели с25 и 17 микронной матрицей, так вот скажу что с матрицей 25микрон можно увидеть(обнаружить) гораздо дальше - так скажем на пределе возможности прибора нежели в 17микронную, хотя на близких и средних расстояниях 17микрон видит 'красивее'
Конечно теологии шагнули вперёд, но правильно ли я понимаю что если по современным технологиям изготовить 25микронную матрицу то это будет 'бомба'

Давайте я вам отвечу, это просто экономически не выгодно по всем параметрам и то, какой прирост даст данная технология не оправдает затрат совсем! Один и тот же прибор на 25мк и 12мк будет превосходить в стоимости исходной чуть ли не в 2 раза, а кому это надо?

Originally posted by US AL NK:

Меня тоже мучает вопрос про матрицы 25, 17 и 12.

Если брать по площадям, то можно отметить следующее:

625.... 289....144
Каждая последующая в 2 раза меньше предыдущей
С одного ваффера можно снять в 2 раза больше матриц...

Повторюсь здесь, чтобы окончательно

Берём удаленный объект, занимающий на матрице 17мкм 10 Х 10 пикселей.
Итого 100 пикселей.
В основе работы видеосенсора т.н. мультиплексор, который считывает за 1 такт 1 пиксель.
Итак, берем общую энергию от объекта за 1-цу
За один такт считывается 1/100 от общей энергии

Теперь 12мкм
Тот-же объект будет занимать 14 Х 14 пикселей. В общем около 200 пикселей.
За один такт будет считываться 1/200 от общей энергии.
ВСЁ!

Спасибо
Ну в принципе я так и понял
Именно из за этого теперь приходиться присматриваться к приборам с 640й матрицей так как современные на 380-к уже совсем не те
Хотя раньше я считал что 640-я нафиг не нужна

Originally posted by US AL NK:

Именно из за этого теперь приходиться присматриваться к приборам с 640й матрицей

Лучше на размер пикселя смотрите.
380.. 640 это не разрешение, это ФОРМАТ матрицы

А с «полем зрения» почему так? Объективы вроде современные или нет? Неужели нельзя сделать объектив у которого выходной луч более узкий (сжатый) чтобы поле зрения на 17 и 12 микрон было примерно одинаково. Или производители и на это «положили» и просто штампуют одни и те-же линзы что 10 лет назад.

yevogre:
Лучше на размер пикселя смотрите.
380.. 640 это не разрешение, это ФОРМАТ матрицы

Это я уже понял - в сторону 12х даже не смотрю, но современных 25-х то нет и уже не будет. Если только 17микронная но с объективом большего диаметра чтобы поле зрения было как на 25-й

Originally posted by US AL NK:

Если только 17микронная но с объективом большего диаметра чтобы поле зрения было как на 25-й

НИКАКОГО отношения диаметр к полю не имеет.
ТОЛЬКО фокусное.
Кстати, именно его и указывают в характеристиках.
f'No = 50/1.2 = фокусное 50, относительное 1,2

Сравнение с фотиком показательное.
Только один нюанс - слайдшоу в теплике идёт несколько в другом формате.
Точно не назову (mpeg, matroska. etc) на это сжатие дабы получить видеоряд.
А в профи/полупрофи фотике есть такой формат как RAW.
Из него можно ВСЁ вытянуть, но памяти жрёт... . НЕМЕРЯНО

Правильно ли понимаю, что частота считывания и частота кадров связаны - за 1/9-25-30-50-60 секунды опрашиваются все элементы 384х288 и 640х480 матриц?
Эта частота как-то влияет на изображение (есть мнение, что 9-герцовые менее «шумные», поэтому видят лучше)?
Какая последовательность считывания - от угла друг за другом слева-направо/сверху-вниз или, например, от центра по «спирали»?

Originally posted by zemba:

Правильно ли понимаю, что частота считывания и частота кадров связаны

Не в курсе.
Только одно - 640 матрица (по моим данным) имеет 4(!!!) мультиплексора.
Т.е. считываются одновременно 4 матрицы 320Х240 и затем просто математически суммируются

Originally posted by zemba:

есть мнение, что 9-герцовые менее 'шумные', поэтому видят лучше

Там просто выборка (на 9гц), а не увеличение экспозиции.
Если-бы увеличение экспозиции, то была-бы бомба
Но увеличение экспозиции требует бОльшего времени на "остывание" пикселя

yevogre:

Если-бы увеличение экспозиции, то была-бы бомба

25/30Гц более чувствительные чем 50/60?

yevogre:
Там просто выборка (на 9гц)

Соседние к выбранным кадры игнорируются, или как-то обрабатывается связка из 3х кадров в 1 (может это что-то улучшает)?

Originally posted by zemba:

25/30Гц более чувствительные чем 50/60?

Не претендую на истину, но где-то мелькало, что 50/60 это считка ПОЛУкадров.