NETD 25 мК и пиксель 12 мкм: почему две цифры не предсказывают дальность тепловизора
Можно ли выбрать тепловизор для наблюдения на большой дистанции только по NETD и размеру пикселя? Короткий ответ — нет. И давайте разберемся, почему.
Чувствительность NETD
NETD — это чувствительность тепловизора к разнице температур. Проще говоря, он показывает, насколько малую разницу температур прибор замечает между объектами. Чем ниже NETD, тем лучше тепловизор способен различать слабые температурные различия. Но есть важный нюанс: этот показатель зависит от матрицы, объектива, времени обработки сигнала и температуры, при которой проводили измерения. Поэтому надпись «25 мК» сама по себе мало о чём говорит. Нужно знать, при каких условиях получили это значение.
Объектив также сильно влияет на чувствительность. Например, FLIR указывает, что NETD увеличивается примерно пропорционально квадрату f-числа объектива. Если взять один и тот же модуль, то с объективом f/1,6 он может быть примерно в 2,5 раза менее чувствительным к температурным различиям, чем с объективом f/1,0. Поэтому сравнивать две матрицы без учёта установленных объективов не совсем правильно.
Размер пикселя матрицы
Размер пикселя в тепловизоре — это физический размер одного чувствительного элемента матрицы, который улавливает инфракрасное излучение. Обычно его указывают в микрометрах (мкм, µm). Также его называют «шаг пикселя». Например, 17, 12 или 8,5 мкм. Чем меньше пиксель, тем компактнее можно сделать матрицу и объектив при сохранении того же угла обзора. А если оставить прежний объектив, маленький пиксель будет охватывать меньший участок пространства. Это может помочь лучше различать мелкие детали на расстоянии, если остальные характеристики системы позволяют это сделать.
Но есть минус: маленький пиксель улавливает меньше теплового излучения. Поэтому производителю приходится компенсировать это за счёт качества самого детектора, объектива и обработки изображения.
Матрица LYNRED и обработка
Ещё одна деталь: в характеристиках можно встретить два разных значения NETD. Первое относится непосредственно к матрице, а второе — ко всему тепловизору после обработки изображения. Например, у матрицы LYNRED с разрешением 640×480 пикселей и шагом 12 мкм заявлен NETD менее 35 мК при объективе f/1, температуре 300 K и частоте 30 Гц. Но после обработки изображения системный NETD может составлять уже 15–20 мК. Разница заметная, однако достигается она в том числе за счёт программного подавления шума. При этом изображение может выглядеть чище, но движущиеся объекты и мелкие детали иногда становятся менее чёткими.
Оценка реальной дальности
Поэтому, чтобы правильно сравнить два тепловизора, нужно смотреть сразу на несколько параметров: разрешение матрицы, размер пикселя, фокусное расстояние объектива или угол обзора, его светосилу (f-число), условия измерения NETD, частоту кадров и способы обработки изображения.
А если хочется узнать, на каком расстоянии тепловизор действительно сможет обнаружить человека или другой объект, всё становится ещё сложнее. Здесь важны размер цели, разница её температуры с окружающей средой, состояние атмосферы и способность всей оптической системы передавать мелкие детали. Учитывать нужно и то, что именно мы хотим сделать: заметить объект, распознать его или точно определить, что это такое.
В общем, просто посмотреть на NETD и размер пикселя недостаточно. Чтобы понять реальную дальность работы тепловизора, нужно учитывать всю систему. Да, расчёты получаются непростыми. Но именно они помогают понять, какой прибор действительно подойдёт для наблюдения на большой дистанции.