Kritéria Johnson pikeun deteksi imaging termal sareng pangakuan termal

Latar sajarah: Dina akhir taun 1950-an, John W. Johnson tentara U.S.S.s dilakukeun ékspérimén Pioneater sareng Wengi - Visi Sportially pikeun ngitung sabaraha tugas visual anu diperyogikeun pikeun sababaraha tugas visual anu diperyogikeun pikeun sababaraha tugas visualKritéria Johnson - Wikipedia). Dina kertas 1958 na "Analisis gambar formulir", Johnson ngalaporkeun ambang empiris (dina pasang pasangan dina udagan) diperyogikeun kanggo tugas anu béda (Kritéria Johnson - Wikipedia) (Kritéria Johnson - Wikipedia). Ieu janten katelah Kriteria Johnson. Desain Sensor Sensor Sensor ku ngamungkinkeun insinyur pikeun ngaduga kumaha jarak target tiasa ditingali, diaku, atanapi dicirikeun dina kaayaan anu dipasihkeun (Kritéria Johnson - Wikipedia) (Kritéria Johnson - Wikipedia). Nganggo kriteria ieu, seueur modél soldibah engké dikembangkeun pikeun meunteun pagelaran sensor dina kaayaan operasional (Kritéria Johnson - Wikipedia) (Kritéria Johnson - Wikipedia).

Denkon, pangakuan, sareng idéntifikasi (DRI) Tugas

Kritéria Johnson netepkeun tilu primér Tugas visual:

• Deteksi: Panitén ngan saukur kalepatan yén hiji barang hadir. (Dina tingkat ieu, hiji ngan ukur tiasa ningali "Blob" atanapi parobihan dina adegan.) Johnson kapanggih yén deteksi anu diperyogikeun 1.0 ± 0.25 pasang garis meuntas target (Kritéria Johnson - Wikipedia).

• Pangakuan: Observer tiasa nyarioskeun jinis umum objék (contona, ngabédakeun jalma tina kendaraan). Ieu peryogi langkung rinci - tadina ngeunaan 4.0 ± 0.8 Pasal (Kritéria Johnson - Wikipedia).

• Idéntifikasi: Panitén tiasa ngaidentipikasi objék khusus (e.g. modél kendaraan khusus atanapi jalma anu khusus). Ieu mangrupikeun tugas anu paling hese, meryogikeun 6.4 ± 1,5 baris pasangan (Kritéria Johnson - Wikipedia).

(Johnson ogé nyatet "orientasi panengah" léngkahna di ~ 1.4 baris pasangan (Kritéria Johnson - Wikipedia), tapi diskusi modér modéren sering museurkeun tugas dri.) Dina istilah rékayasa praktis praktis, hiji garis barat ngeunaan dua target anu di sakumna dua target gambar (Kritéria Johnson - Wikipedia). Dina spésifikasi imagan 1, 3, sareng 6 siklus Pikeun babaran 50% ngalaksanakeun tugas (Naon dri, sareng naon dumasar kana itungan?).

(Gratis Kual Fortor Artreete Fortor - Unduh 17,246+ List Iklika & Grafik - Pikabaran) Sosok: Hiji manusa - target ngawangun handapeun observasi. At kisaran jauh, udagin ukur ngahasilkeun silhouette poék (cukup pikeun deteksi); Salaku résolusi (atanapi jarakna) ningkat, fitur sareng pakean muncul, kalayan cara mastikeun pangakuan sareng pamustunganana pinuh. Kritéria Johnson Ngitung sabaraha pasang garis jéntré diperyogikeun dina unggal tahap (Kritéria Johnson - Wikipedia) (Naon dri, sareng naon dumasar kana itungan?).

Kritéria Johnson (Bulu Reskate)

Kritéria aslina Johnson sering diringkeskeun saperti kieu pikeun tingkat suksés 50% tina unggal tugas (Kritéria Johnson - Wikipedia):

• Deteksi (tujuanana): ~ 1. 1 baris sapasang target (50% kamungkinan) (Kritéria Johnson - Wikipedia).

• Pangakuan (kelas obyék): ~ 1,0 jalur garis dina target (Kritéria Johnson - Wikipedia).

• Idéntifikasi (obyék khusus): ~ 6.4 Pasangan dina target (Kritéria Johnson - Wikipedia).

Nilai-nilai ieu nganggap target tinggi - Konsép Latusan sareng Penyarat idéal. (Unggal pasang garis sami sareng dua piksel sensor, janten e.g. 1.0 garis garis ≈ 2 pikselKritéria Johnson - Wikipedia).) Seueur sistem cite saderhana "Dri" nomer 1 - 3 - 6 Bulles (Taluk Strip) kanggo deteksi - masing-masing (masing-masing (masing-masing (Naon dri, sareng naon dumasar kana itungan?). Salaku conto, panawaran Noan Mangpaat saleresna 1 siklus kanggo didetaan, 3 kanggo pangakuan, sareng 6 pikeun idéntifikasi (Naon dri, sareng naon dumasar kana itungan?). (Darat U.S. Draw Narima Kritéria bahkan nganggo 0.75, 1,5, 3, sareng 6 silkil pikeun dideteksi, ngarah up, ngaidentipikasi, penjual,Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson).)

Kritéria Johnson sering dikedalkeun probabilis: Dibéré N Slcles kana udagan, aya kamungkinan anu pas pikeun leres ngajalankeun unggal tugas (biasana sigmoid - sapertos 50% di ambang taratul). Nanging, hal ieu biasana dianggo salaku "aturan jempol" nganatasial tiasa nyaritakeun résolusi anu diperyogikeun pikeun tugas éta.

Dasar matematika (resolusi sareng kisaran)

Na Jumlah binsik meuntas target gumantung kana ukuran udagan, kisaran, Sensor Sensor, sareng ukuran pikel. Pikeun payis anu sederhana atanapi modél lens ipis (leutik - perkiraan sudut), hiji mendakan (Analisis Sistem Kaket):

di mana n mangrupikeun jumlah siklus dina udagan, h_o mangrupikeun ukuran ciri target (m), f nyaéta lénsa panjang fokus (unit anu sami sareng pitchel pérsel), p nyaéta pitch anu piksel (jarak antara pusat piksel), sareng R nyaéta kisaran ka udagan. Rumus ieu ngarebut épék intuitif: target anu langkung ageung (atanapi panjang fokus) naék n, bari piksel anu langkung ageung atanapi langkung panjang turun n (Analisis Sistem Kaket). Upami N siklus diwajibkeun (tina tabel Johnson's) pikeun tugas anu tangtu, éta Rentang Deteksi tiasa direngsekeun salaku

Salaku conto, rujukan ukuran target atanapi panjang fokus rangkep retitsi deteksi kanggo dibenerkeun N (Analisis Sistem Kaket). Kitu ogé, mesen pitchel portel (i.e.. Resolusi sensor anu langkung luhur) rangkep kisaran. Rumus ieu sering dianggo ku spésial kaméra termal - Card pikeun ngira-ngira D / R / kuring mimitian ku kaayaan idéal.

Faktor mangaruhan kisaran deteksi

Rumus aset luhureun nganggap kontras anu sampurna sareng kaayaan jelas. Dina probent, wujud faktor pangaruh detil sareng kenging pangakuan:

• Ukuran target sareng kontras: Target anu langkung ageung (langkung ageung atanapi langkung lega) katingali langkung ageung; Sarupa, udagan sareng kontras inframe anu langkung luhur (e.g. langkung panas vs langkung tiis tibatan latar) langkung gampang ngadeteksi. Pikeun kaméra termal, mangrupikeun teratur umumna bébanna ~2 ° Cormase Sakit Pertoloba pikeun latar pikeun deteksi anu tiasa dipercaya. Anu langkung alit atanapi rendah - témplat kontras peryogi langkung siklus (sahingga kisaran caket).

• Resolusi Sensor & Optik: Sakumaha anu dituduhkeun, Piksels Final (langkung alit p) sareng panjang fokus f ningkatkeun kisaran. Ogé, fungsi nransulasi mandian nyusun (mTF) sareng kualitas optiks mangaruhan kumaha pisan jéntré dipindahkeun. Dina kecap Johnson, Optik Ontics anu langkung saé (MTF anu langkung luhur) sacara efektif ngirangan siklus anu diperyogikeun pikeun tugas anu dipasihkeun (Analisis Sistem Kaket).

• Kaayaan atmosfir: Atmoses nyata ngabentuk sinyal infram. épék hujan, halimun, atanapi lebu tiasa langkung ngirangan kisaran. Model sederhana nganggo hukum bir (f_t = exp (- r / l_r)) Pikeun ngitung transmisi dina panjang gelombang (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson). Studi empiris nunjukkeun halimun sareng cuaca beurat tiasa deteksi deteksi, bahkan di IR (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson). IR termal kakurangan tina uap cai tibatan cahaya anu katingali, tapi cuaca parah tetep pondokSajarah sareng évolusi kriteria Johnson) (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson).

• Latar latar: Latar anu luhur - latar kerangka anu langkung saé ngajadikeun deteksi. Eksperimen nunjukkeun yén "clameles handap" adegan johnsonSajarah sareng évolusi kriteria Johnson). Dina prakna, latar anu compleded atanapi visired sacara spésial biasana peryogi kontras atanapi resolusi anu langkung saé

• Sinyal - Pikeun - Babandingan Nois (snr) sareng sora sensor: Detektor termal ngagaduhan bising (netd) sareng kisaran dinamis. Tanda terbatas anu lemah atanapi bising sensor tinggi pisan ngahasilkeun siklus anu diperyogikeun. Studi negeskeun yén SNR LAIN SNR sapertos Blur: éta ngahinakeun kualitas sareng ngirangan kisaran anu efektif (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson).

Kaluar, faktor ieu hartosna kriteria kriteria Johnson pikeun kisaran idéntik. Kabayungan praktis anu kedah dilebetkeun transmitér, kontras atm] Sensor Sensor, sareng sajabana contona contona contona contona, sareng mutresdo ngirangan yén produsas Johnson "sareng Udang. Sacara umum, katerangan real realistik mesisi rumus basajan ku hiji pisibilitas atanapi istilah transmisi pikeun akun suasana.

Conto itungan

Nganggo rumus di luhur, hiji tiasa ngitung d / r / kuring kisaran pikeun kaméra sareng udagan anu ditangtukeun. Salaku conto:

• Conto: Jalma jangkung 2m (h_o = 2m) dibayangkeun ku kaméra termal sareng f = 50mm sareng piksel pitchel p = 20μm (= 0,0mm). Nganggo Johnson's 1 - Buruhan Burnoldin pikeun Deteksi,

  $$R _ {\ RM Desk} = \ frac {2 \, \ teks {m \}} {m} {m}.$$

  Pikeun pangakuan (≈00 siklus) sareng idéntifikasi (≈

• Conto Alat: Kasat aplikasi Leonardo Dr. Pengagas target manusa (diménsi kritis ~ 6,95m) sareng kaméra ku 17μm piksel sareng 17,75mm fokus fokus. Kanggo 3 - Tugas pengenal Dirobih, aranjeunna ngitung kisaran deteksi 50% sakitar 157m. (With the same numbers, our formula yields $R\approx(0.95\times 16.75)/(2\times0.017\times3)\approx157$?m, matching their example.)

• Nilai khas: Dina kaayaan ideu (kontras ogé, hawa jelas, aturan Kiwhni - - - jungkus jempol anu ngadorong deteksi manusa kaluar pikeun pesenan kilométer. Salaku conto, hiji sumber nyikat ~ deteksi taun 2000m, ~ 667m pangakuan, sareng ~ 333M kanggo jalma keur 1,8m (jalmiNaon dri, sareng naon dumasar kana itungan?).

Conto ieu mangrupikeun kriteria Joannson tiasa langsung dilarapkeun sareng aritmetika sederhana. Rékang saleresna dina prakték sering langkung handap kusabab faktor anu disebatkeun di luhur.

Sambungan

Kritéria Johnson urang sering dianggo dina ngarancang sareng ngaevaluasi Sistem imaging termal meuntas seueur lapangan:

• Militér sareng pertahanan: Sensor sensor kanggo wengi - Scepes Visi, tempat termal, sareng pengawalian sering daptar D / R / Kuring Radang Dumasar kana Kritéria Johnson (Kritéria Johnson - Wikipedia). Itisisisi target sareng pangakuan (sobat vs musuh) peuting ngandelkeun perkiraan ieu. Seueur manual sareng dokumen ngayakeun rujukan rujukan 1 - 3 - 6 aturan - - - - jempol pikeun senjata api.

• Milarian sareng nyalametkeun / kaamanan: Hidheld atanapi dipasang kaméra termas anu dipangak pikeun mendakan jalma anu kaleungitan, atanapi perbet médit, ogé nganggo metrika. Contona, tim panyalametan tiasa ngabutuhkeun kaméra anu tiasa ngadeteksi Manusa di 1km sareng ngaku tabuh 400m. Konseritia JoHIson nyayogikeun dasar pikeun spésifikasi sapertos.

• Pengawasan sareng penegak hukum: Tinda Bahan, ngawaskeun sistem liar, sareng rilip intrusion nganggo kriteria ieu pikeun ngaduga sabaraha sensor tiasa nyokot jalma atanapi kendaraan peuting. (Sababaraha standar formalisasi tugas Johnson; E.g. Nato nganggo D, R, kuring Klasifikasi dina sarat iman.)

Dina unggal kasus, kriteria Johnson ngabantosan parna stéor (resolusi, pilihan Pilkel) kana settis khas intiatif).

Watesan sareng adaptasi modéren

Najan mangpaat, kriteria Johnson anu penting watesan. Ieu mangrupikeun modél empiris, idéal anu ngaleungitkeun seueur nyata - épék dunya:

• Syarat saderhana: éta nganggap latar tukang seragam, kontras anu jelas, sareng sumur - permanén kalibrasi. éta henteu akun pikeun kerusakan atanapi kamuflase. Dina prakték, udumlah anu nyayogikeun latar anu kompleks tiasa ngabutuhkeun langkung resolusi batan nilai nominal Yohan (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson).

• Teu malire épék lingkungan: Kriteria aslina henteu kalebet cuaca atanapi atas atmosfir. Studi nekenkeun éta teu aya modél sederhana pinuh revies halimun, hujan, sareng pangaruh haseup (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson) (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson). Sistem modern sering balikeun ku istilah transmisi atmosfir atanapi nganggo modél visibilitas omirika.

• Faktor manusa: Karya Johnson nganggo sababaraha anu dilatih dina kaayaan anu dikawasa; éta moal ngémutan variasi di latihan panerjemén, perhatian, kacapean, sareng sajabana aya bédana penting antara individu dina kamungkinan deteksi anu leres (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson).

• Sinyal sareng ngolah: Model ngubaran gambar sapertos dugi ka jelas ku géométri (piksel sareng optik). éta henteu nyepetkeun sora SsOR (NetD), kisaran dinamis, atanapi panahan ngumpulkeun gambar. Naon waé telepon dina algorithmms atanapi algoritma video tiasa ningkatkeun résolusi anu efektif, artosna kaméra nyata seueur wates johnson bulistir.

• Probabiliti: Kriteria dihartikeun pikeun probabilitas ~ 50%. Aranjeunna henteu ngajelaskeun kumaha perkawinan ningkatkeun résolusi saluareun bangtural, sareng aranjeunna nangkep Saringan Imah - Tingkat Tautan atanapi Roc.

Kusabab ieu sela, modél kinerja modéren manjangan. Contona, tentara U.S. Narima Métode Imperasi Syarat Lomplawan (0.75 siklus kanggo deteksi, jsb) dumasar kana tés langkung rarancang (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson). Seueur alat analisa ayeuna ngahijikeun mTF, SNR sareng modél atmosflic sacara jelas. Sababaraha kalebet perawat bir-domba (sapertos di J - pilem/T - tepang Model (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson)) atanapi cukur métrik. Batur ngagentos ambang anu atos nganggo téori deteksi statistik (contona nganggo panarima kurva karakteristik). Moalingana, kriteria Johson kedah tetep konsép panumatah sareng anu gancang - Pitunjuk Urutan ka kisaran Imfal.

Ringkesanana, Kriteria Johnson nuturkeun résolusi spasial tina sensor infra pikeun tugas praktis ningali udagan. Ku nyatakeun deteksi, pangakuan, sareng idénipikasi sajumlah "pasangan bareng pasangan," ménta sababaraha masalah anu tiasa dilakukeun ku unggal tugas anu dilakukeun (Kritéria Johnson - Wikipedia) (Analisis Sistem Kaket). Sangkan hiji kedah akun nyata - Faktor Dunya dina desain lengkep, kritéria Johnson masih underpins spésifikasi kaméra termal sareng perkiraan prestasi ieu (Kritéria Johnson - Wikipedia) (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson).

Sumber: Pedaran konci sareng nilai ti karya aslina aslina (Kritéria Johnson - Wikipedia) sareng ringkes dina karya sastra (Kritéria Johnson - Wikipedia) (Naon dri, sareng naon dumasar kana itungan?). Itungan deteksi turutan ipis - len formulas dina analisa imajin (Analisis Sistem Kaket). Batesan lingkungan sareng klaim dibebaskeun dina nuturkeun - studiSajarah sareng évolusi kriteria Johnson) (Sajarah sareng évolusi kriteria Johnson). Conto praktis sareng asumsi asalna tina produsén sareng laporan téknis (Naon dri, sareng naon dumasar kana itungan?).