Почему тепловизор иногда замирает и щёлкает

Вы смотрите на изображение с тепловизора — и вдруг оно на мгновение замирает. Иногда в этот момент слышен щелчок. Не спешите думать, что камера сломалась: чаще всего это штатная работа тепловизора — автоматическая коррекция неоднородности изображения, или NUC (non-uniformity correction). Один из её способов — FFC (flat field correction).

Матрица микроболометров

Зачем же нужна эта самая коррекция? Что ж, внутри тепловизора находится матрица из множества миниатюрных чувствительных элементов — микроболометров. Каждый из них реагирует на тепло немного по-разному, а их характеристики могут меняться при нагреве и охлаждении самой матрицы. Из-за этого на изображении со временем появляются полосы, пятна и другие помехи.

Чтобы их избежать, камера применяет индивидуальные поправки для отдельных пикселей — они делают картинку ровнее и чётче. Например, в тепловизорах FLIR Boson заранее создаются таблицы коррекции для разных температур матрицы, и камера сама выбирает подходящую в зависимости от температуры сенсора.

Механический затвор

В некоторых тепловизорах установлен специальный механический затвор. Когда камере нужно выполнить коррекцию, затвор на короткое время закрывает матрицу от окружающей обстановки — вместо обычной сцены матрица получает равномерное тепловое излучение. Камера сравнивает показания пикселей, обновляет поправки и снова открывает затвор. В этот момент:

• изображение может ненадолго остановиться;
• может быть слышен характерный щелчок;
• после завершения процедуры камера возвращается к обычной работе.

Сам по себе такой щелчок обычно не говорит о неисправности.

Автоматическая коррекция

Во многих тепловизорах коррекция происходит автоматически: при включении камеры, через определённое время работы, при заметном изменении температуры матрицы или при переключении на другую таблицу коррекции.

Сразу после включения процедура может запускаться чаще. По мере прогрева и стабилизации температуры матрицы необходимость в частой коррекции обычно уменьшается. Точное поведение зависит от модели тепловизора и его настроек.

Некоторые тепловизоры, например те же FLIR Boson, используют технологию Silent Shutterless NUC (SSN). Она позволяет камере автоматически компенсировать часть изменений в работе матрицы без механического затвора — изображение остаётся более стабильным, а заметных остановок становится меньше.

Но есть важный момент: SSN не заменяет полноценную коррекцию FFC. В определённых условиях она всё равно необходима, даже если камера поддерживает бесшумную коррекцию.

Внешняя FFC и «призрак»

Теперь представим, что вы вручную запустили коррекцию, когда тепловизор направлен на человека, автомобиль или нагретое оборудование. Если камера использует внешнюю сцену в качестве эталона, она может принять изображение этих объектов за равномерное тепловое поле — и тогда контуры объектов сохранятся на последующих кадрах. Это называют эффектом «призрака».

Поэтому при ручном запуске внешней FFC необходимо, чтобы камера была направлена на подходящую однородную по температуре поверхность. Если же используется встроенный механический затвор, он сам создаёт нужное условие для коррекции.

Так что кратковременная остановка изображения и характерный щелчок чаще всего связаны с обычной процедурой коррекции матрицы. Она нужна, чтобы компенсировать различия между пикселями и сохранить равномерное изображение. Поэтому не стоит сразу считать такое поведение неисправностью — во многих случаях это нормальная особенность работы тепловизора.