• Кошик порожній!

  • Кошик порожній!

Руководство покупателя - Часть 1

Для кого разработано это руководство?

Это полное руководство покупателя будет полезно всем, кто интересуется или уже использует приборы ночного и теплового видения от охотников и игроков в страйкбол до профессиональных военных и сотрудников органов правопорядка. Он дает более глубокое понимание ключевых технологических аспектов и раскрывает все, что вам нужно знать о системах ночного и теплового видения.

Что дает это руководство?

  • Объясняет значение ключевых параметров
  • Указывает на то, к чему следует стремиться и чего следует избегать
  • Помогает выбрать правильный продукт
  • Дает объективные профессиональные рекомендации

Зачем использовать это руководство?

Сегодня мировой рынок предлагает широкий спектр устройств ночного видения и тепловизионных устройств. Несмотря на то, что большая часть информации доступна в Интернете, проблема остается: как выбрать устройство, которое будет идеально соответствовать вашим потребностям, и не образует дыру в бюджете? Какие параметры действительно важны? Как правильно сориентироваться в лабиринте спецификаций, конфигураций и специальных терминов?

Представьте, что всего несколько минут назад Вы, как покупатель могли быть Новичком, представший перед Продавцом-Профессионалом. Очевидный «дисбаланс» или несправедливость по отношению к Вам, Покупателю. Потому что Вы можете полагаться только на «милость» продавца в принятии решения о покупке, о которой позже можете пожалеть.

Это Руководство Покупателя поможет вам стать профессионалом в области систем ночного видения и тепловизионных систем, и таким образом, разговаривать с Продавцом на равных, задавая правильные вопросы, что приведет к правильному решению о покупке. В конце концов Вы будете просто наслаждаться вашей покупкой, о которой смело можно будет рассказать

Наилучшее соотношение цены и качества

Вопросы раскрывает это руководство?

Раздел I. Общие характеристики

Раздел II. Тепловизионные системы

Раздел III. Системы ночного видения

Раздел IV. Контрольный лист покупателя

 

Раздел I. Общие характеристики

 

Число диафрагмы объектива

Передняя линза объектива это в буквальном смысле ваше окно в мир ночного и теплового видения. Качество этого «окна» непосредственно влияет на изображение, которое вы видите с вашего устройства. А значит выбирайте объектив мудро, потому что Вам ни к чему портить вид низким качеством оптики.

Один из основных параметров линз, ответственных за качество изображения, называется число диафрагмы. Он также известен как разделение диафрагмы, фокусное соотношение или относительная апертура.

Это соотношение фокусного расстояния линзы (обозначается буквой «L» на диаграмме) до диаметра входного зрачка (обозначается буквой «D»).

Чем ниже число диафрагмы, тем больше излучения, то есть света в случае приборов ночного видения или инфракрасного излучения в случае тепловизионных устройств, уловит линза. Линзы с низким числом диафрагмы повышают общую чувствительность, в результате помогает получить более детальное и четкое изображение. К тому же более высокая чувствительность позволяет видеть дальше и достигать лучших результатов в выявлении, распознавании и идентификации различных объектов.

Сравните сами!

Приборы, приведенные выше, оснащены объективами с одинаковым фокусным расстоянием - 75мм, но с разными числами диафрагмы. Прибор с числом диафрагмы f /1.3 на 30% менее чувствителен, чем тот, у которого число диафрагмы составляет f / 1.0.

Вывод.

Все указывает на тот факт, что Вам необходимо выбрать прибор, передняя линза которого имеет наименьшее число диафрагмы. Тем не менее, здесь есть два «но»: размер и стоимость. Высокочувствительные линзы большие по размеру и, как правило дороже своих менее чувствительных аналогов. Если Ваш основной приоритет это функциональность прибора, тогда лучшим выбором будет оснащение его передней линзой с наименьшим числом диафрагмы.

Низкое число диафрагмы. Что это мне дает?

   Высокая чувствительность, четкое и резкое изображение

   Длиннее дистанция обнаружения, распознавания и идентификации

   Больше по размеру и весу. выше цена

 

Оптическое и цифровое приближение

Как Вам хорошо известно, приближение или зум - это способность электрооптического устройства приближать изображение к зрителю. Но что значит: оптическое или цифровое?

Оптический зум обеспечивается передней линзой объектива устройства и непосредственно связан с его фокусным расстоянием. Чем больше фокусное расстояние объектива, тем значительнее оптическое приближение. Увеличение оптического приближения не оказывает негативного влияния на качество изображения: оно остается четким и резким.

Принцип цифрового зума совсем другой. Вместо того, чтобы использовать оптический потенциал передней линзы, всю работу берет на себя электроника устройства. Она берет центральную часть изображения, созданного устройством, обрезает его и пропорционально растягивает. В результате, качество изображения снижается. Причина в том, что цифровое изображение состоит из тысяч отдельных пикселей, общее количество которых никогда не меняется. При переключении на более высокие коэффициенты масштабирования устройство электронно увеличивает изображение таким образом, что пиксели становятся больше. Если быть абсолютно точным, цифровое приближение, на самом деле, вообще не приближение. Это просто имитация оптического приближения.

Сравните сами!

x4 оптичне наближення
 
x4 цифрове наближення


Иногда производители указывают комбинированное или общее приближения. Оно рассчитывается путем умножения максимального оптического приближения на максимальный коэффициент цифрового масштабирования.

Если детектор (FPA) вашего тепловизионного устройства имеет разрешение 384x288, а потом Вы примените 4x кратный зум, то увиденное Вами изображение будет в результате иметь разрешение всего 96x72 пикселей. Таким образом становится очевидным, что применение фактора цифрового зума 4 и более имеет мало смысла или вообще бессмысленно.

Оптическое приближение: Плюсы и минусы

   Неизменно резкое и четкое изображение

   Отсутствие потери качества изображения

   Дольше дистанция Выявление / Распознавание / Идентификации

   Увеличивает размер и вес. Выше цена.

Цифровое приближение: Плюсы и минусы

   Отсутствие дополнительных деталей. Неизменный размер и вес

   Применение не связано с дополнительными затратами

   Высокие показатели приводят к значительному ухудшению качества

Вывод.

Большинство устройств, присутствующих на рынке, имеют фиксированное расстояние, и следовательно, фиксированный оптический зум, но позволяют варьировать цифровое приближение. Для достижения наилучших результатов в любых условиях рекомендуется полагаться на оптическое приближение с небольшой помощью цифрового зума.

 

Угол обзора

В оптическом оборудовании термин угол обзора используется для количественного описания наблюдаемого пространства для конкретного оптического устройства. Угол обзора или FOV для краткости (от англ. Field of View), измеряется в градусах, как и обычные углы. Его значение показывает, сколько из окружающего пространства попадает в поле зрения передней линзы устройства. Для тепловизионных систем FOV выражается двумя цифрами (по горизонтали и по вертикали), а в приборах ночного видения, он, как правило, представлен одним числом (например, 40 °), так как изображение в приборах ночного видения имеет круглую форму, а в тепловизорах прямоугольную.

Следует отметить, что между углом обзора и оптическим приближением существует компромисс.

Мы уже говорили, что высокий фактор оптического зума достигается за счет увеличения фокусного расстояния объектива. Однако это неизбежно сужает способность пространственного обзора объектива.

Термин угол обзора также связан с так называемым «пониманием ситуации». В контексте оптики это качественное описание вашего осознания и восприятия пространства. Чем больше FOV устройства, лучше ваше понимание ситуации./p>

Сравните сами!

Линза 25мм, 1x оптический зум
 
Линза 50мм, 2x оптический зум

Вывод.

Для общего наблюдения на малых и средних расстояниях, чтобы обеспечить большую площадь обзора рекомендуется использовать объектив с более высоким показателем угла обзора FOV.

Однако, если вы планируете использовать устройство в основном для осмотра на больших расстояниях или для распознавания объектов, то оптический зум - Ваш приоритет

№1. Оценивайте понимание ситуации в зависимости от Ваших потребностей.

 

Раздел II. Тепловизионные системы

 

Разрешение FPA

Тепловизионный датчик, иначе известный как FPA (от англ. Focal plane array - матрица фокальной плоскости) или тепловой датчик, является настоящим сердцем любой тепловизионной системы. Тепловизор работает почти так же, как Ваша цифровая камера. Разница лишь в том, что цифровая камера воспринимает видимое излучение, в то время как большинство тепловизоров работают в диапазоне длин инфракрасных волн: он реагирует на температурные перепады, а не на свет.

Структурным элементом любого FPA является устройство под названием микроболометр. Он действительно «микро», поскольку его размер в 4 раза меньше, чем средняя толщина человеческого волоса. Многие тысячи микроболометров представляют пиксели детектора и составляют матрицу, в которой каждый из этих крошечных элементов меняет свой электрическое сопротивление в зависимости от длины волны излучения, которую он получает. Затем изменение сопротивлений всех микроболометров обрабатывается электронными средствами и используется для генерации теплового изображения. Естественно, что чем больше микроболометров содержит тепловой детектор, тем более четким и детальным будет изображение, которое Вы увидите. Иными словами, речь идет о разрешении детектора.

Разрешение FPA это ключевой показатель эффективности, который непосредственно отражает, насколько далеко и четко Вы сможете видеть с помощью своего тепловизионного прибора. Типичные значения разрешения 320x240, 384x288 и 640x480. Ниже мы приводим сравнение эффективности термодетектора с различными показателями.

Сравните сами!

640x480
 
160x120

* Дешевые тепловизоры с низким разрешением укомплектованы низкокачественной оптикой и такими же низкокачественными FPA, что приводит к снижению чувствительности прибора и его общей эффективности.

 
 
 

Вывод.

Разрешение FPA имеет существенное влияние на цену тепловизора. Очевидно, что модели с высоким разрешением обеспечивают исключительную эффективность и высочайшее качество изображения, но стоят они значительно дороже, чем модели с более низким разрешением. Выбирайте разрешение FPA зависимости от среды, где будет использоваться тепловая единица, операционной расстояния и своего бюджета.

 

Термочувствительность

Не секрет, что качество изображения - это один из наиболее ощутимых параметров, создают первое впечатление, и способных затем повлиять на ваше решение о покупке устройства.

Итак, какие параметры непосредственно отвечают за качество изображения? их четыре: число диафрагмы объектива, разрешение FPA, дисплей с оптимальным разрешением 800x600 пикселей и не в последнюю очередь термочувствительность.

Термочувствительность - это способность теплового устройства различать перепады температур. Она выражается в мК - милликельвинах (одна тысячная Кельвина).

Его низкое численное значение (в мК) указывает на высокую чувствительность, так как устройство может распознать даже небольшие различия в температуре. Типичное значение чувствительности FPA составляет 50тК, то есть это означает, что детектор может различать объекты, если разница в температурах их поверхностей составляет 50тК или более, например, 11,5°С и 12°С. Здесь специально указано «чувствительность FPA», а не общая чувствительность. Помните, мы говорили о связи между числом диафрагмы передней линзы и чувствительностью?

 

Общая чувствительность самом деле является произведением чувствительности FPA и числа диафрагмы объектива:

Общая чувствительность = Чувствительность детектора * число диафрагмы объектива

Некоторые производители тепловизионных приборов могут скрывать общую чувствительность своих систем, обращая внимание только на высокую чувствительность их детекторов, и специально не раскрывают число диафрагмы передних линз, которыми оснащены устройства.

Представьте себе, что у вас есть тепловизионный устройство с чувствительностью детектора 50тК и числом диафрагмы объектива F/1,4, в таком случае чувствительность работы устройства в целом составит 50x1.4 = 70тК. Результат означает, что тепловое изображение будет на 40% менее резким и четким, чем с объективом F/1,0. Таким образом, даже устройство с очень чувствительным тепловым детектором будет давать плохие результаты, если оно сопровождается низким качеством оптики.

 

Вывод.

Всегда узнавайте чувствительность FPA и число диафрагмы. Это единственный способ оценить, насколько устройство действительно эффективным.

Тепловые детекторы могут быть чрезвычайно чувствительны, однако в реальных условиях это ничего не значит, если устройство работает в паре с системой линз низкого качества.

 

 

Частота обновления

Эффективность тепловизионной системы описывает еще один параметр: частота обновления. Она выражается в герцах (или кадрах в секунду, FPS) и показывает, сколько раз видеоизображения обновляется за одну секунду. Та же концепция применима к вашему домашнему телевизору или экрана компьютера.

Тепловые детекторы с частотой обновления 25-30 Гц и выше обеспечивают превосходную реакцию, «плавное» и «живое» видеоизображение без каких-либо задержек. Это особенно важно для успешного наблюдения и обнаружения любых движущихся объектов. Детекторы с более низкой частотой обновления транслируют видеоизображения более медленными темпами, что приводит к «рваной» передачи видеоизображения, что многим людям может показаться неудобным, вводящим в заблуждение или даже невозможным для просмотра. Когда речь идет о цене тепловизора, частота обновления FPA не имеет никакого влияния.

 

Тепловизор с частотой обновления 60Гц обеспечивает видеоизображение в 8 раз более плавное, чем прибор с частотой 7,5Гц.

Поэтому выбирайте тепловизионный прибор с максимально возможной частотой обновления. При этом имейте в виду, что некоторые тепловизоры с частотой обновления более 9Гц бывает строго запрещено экспортировать из за экспортных ограничений. Всегда уточняйте у продавца подробную информацию по экспорту.

 

Вывод.

Теперь Вы видите, что эффективность тепловизора покоится на трех китах: разрешении FPA, общей чувствительности и частоте обновления.

 

Черно-белые или цветные?

Есть две основные группы тепловизионных систем, доступных на рынке сегодня: приборы, передающие простое черно-белое (ч/б) изображение и такие, которые передают цветное изображение.

Выбор людей в основном зависит от среды и сферы применения прибора в зависимости от того будет ли он использоваться для поиска утечек тепла в домах, дальнего обнаружения, или, возможно, для любых развлекательных мероприятий.

Для отображения изменения сигнала цветные тепловизионные приборы используют изменения в цвете, а не изменения в интенсивности, как черно-белые приборы. Люди имеют гораздо больший динамический диапазон определения интенсивности цвета в целом, из-за чего черно-белые изображения проще и быстрее обрабатываются мозгом.

Сравните сами!

Черно-белые

Цветные

Обеспечивает естественное восприятие видеоизображения. Черно-белая палитра не "агрессивная" для глаза и обеспечивает хорошее распознавание мелких деталей.

Обеспечивает иллюстративный распределение температуры, но изображение «ошибочно - цветное». Иногда детали трудно различить. Яркая цветовая палитра может быть отвлекающим и утомительной для человеческого глаза.

Хорошо подходит для:

Хорошо подходит для:

  • Стрельбы / охоты
  • Разведки
  • Пограничного контроля
  • Поисковых и спасательных операций
  • Оценки утечки тепла
  • Пожарных операций
  • Выявление проблем на линиях электропередач

 

 

Кроме того, цветовая палитра в основном используется в недорогих массовых моделях тепловизоров. Одна из причин, почему они дешевые, заключается в том, что такие тепловизоры оснащены очень дешевыми линзами, которые не позволяют видеть очень далеко или очень четко - они лучше работают только на малых расстояниях. Это делается с целью заманить клиентов, так как они производят прекрасное впечатление на презентациях в магазинах или в Интернете. Тем не менее, в реальных условиях на больших расстояниях человеческому глазу становится все труднее сосредоточиться на цветных контрастных объектах.

Вывод.

Хотя на первый взгляд цветные тепловизоры могут выглядеть привлекательно, выбор между черно-белым и цветным тепловизионным прибором должен быть основан исключительно на диапазоне применения.

Профессиональные военные и сотрудники органов правопорядка уверенно предпочитают черно-белому изображению, а пожарные и домашние инспекторы выбирают цветные системы.

 

Ручная регулировка усиления

Представьте себе, что Вы идете по лесу рано утром, как раз перед восходом солнца.

Прохладный воздух окутывает деревья, кусты и землю так, что среда имеет равномерную температуру. Еще достаточно темно, поэтому Вы решили передвигаться с помощью вашего нового тепловизора. Для безопасного продвижения Вам нужно будет увеличить чувствительность FPA (усиление) Вашего прибора, чтобы эффективно определять разницу температур окружающих объектов.

Теперь Вы вышли из леса и оказались в среде с большим количеством объектов контрастных по температуре (очень горячие и очень холодные), здесь Вам необходимо уменьшить чувствительность FPA, чтобы выровнять изображение и добиться лучшего восприятия картинки.

Эти два простых примера свидетельствуют о необходимости для тепловизора иметь возможность вручную управлять FPA усилением.

*Обратите внимание, что ручную регулировку усиления в тепловизионных приборах не надо путать с ручной регулировкой усиления в приборах ночного видения: это две совершенно разные функции

Сравните сами!

Низкое усиление FPA
 
Высокое усиление FPA

Вывод.

Ручная регулировка усиления позволяет Вам быть гибкими в оптимизации эффективности работы прибора в зависимости от условий окружающей среды. В настоящее время во многих тепловизорах эта функция входит в стандартную комплектацию. Выбирайте ту модель, которая оснащена ручным регулированием усиления, потому что Вы никогда не знаете, когда Вы будете нуждаться в этом.

 

Обнаружения, Распознавание, Идентификация (ОРИ)

Угадайте, какой вопрос чаще всего задают люди, которые хотят купить тепловизионный прибор? Правильно: «Как далеко я могу видеть c его помощью?» Этот вопрос звучит просто, и кажется, что ответ должен быть просто расстояние. Но это не так.

Давайте посмотрим, что же представляют собой обнаружения / распознавания / идентификация (или ОРИ для краткости) и то, что принимается во внимание при их оценке. Во-первых, определение: Выявление - Вы можете отличить объект от фона Распознавание - Вы можете сказать, какой это вид объекта это (например, человек или автомобиль) Идентификация: Вы можете описать объект в деталях (например, человек в гражданском или четырех дверный седан).

Факторы, влияющие на эти три характеристики расстоянии, делятся на две группы: внутренние и внешние.

 

Внутренние факторы

Внешние факторы

  • Чувствительность детектора
  • Фокусное расстояние объектива
  • Разрешение FPA
  • Разрешение экрана
  • Тип экрана (OLED, LCD ...)
  • Размер объекта
  • Условия внешней среды
  • Погодные условия
  • Разница в температуре между объектом и фоном

 

Сравните сами!

Обнаружения: Вы видите, что там что-то есть