Tiêu chí c?a Johnson v? phát hi?n và nh?n d?ng hình ?nh nhi?t

B?i c?nh l?ch s?: Vào cu?i nh?ng n?m 1950, John W. Johnson c?a Quan ??i Hoa K? ?? ti?n hành các thí nghi?m tiên phong v?i ban ?êm - T?ng c??ng hình ?nh t?ng c??ng ?? ??nh l??ng chi ti?t hình ?nh là c?n thi?t cho các nhi?m v? tr?c quan khác nhau (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia). Trong bài báo n?m 1958 c?a mình Phan tích h? th?ng hình thành hình ?nh, Johnson ?? báo cáo các ng??ng th?c nghi?m (trong các c?p dòng trên m?t m?c tiêu) c?n thi?t cho các nhi?m v? khác nhau (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia) (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia). ?i?u này ???c bi?t ??n nh? Tiêu chí Johnson. Nó ?? cách m?ng hóa thi?t k? c?m bi?n b?ng cách cho phép các k? s? d? ?oán m?c tiêu có th? ???c nhìn th?y, c?ng nh?n ho?c xác ??nh bao xa trong các ?i?u ki?n nh?t ??nh (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia) (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia). S? d?ng các tiêu chí này, nhi?u m? hình d? ?oán sau ?ó ?? ???c phát tri?n ?? ?ánh giá hi?u su?t c?m bi?n trong các ?i?u ki?n ho?t ??ng khác nhau (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia) (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia).

Phát hi?n, nh?n d?ng và nh?n d?ng (DRI)

Tiêu chí Johnson Johnson xác ??nh ba Nhi?m v? tr?c quan:

• Phát hi?n: Ng??i quan sát ch? ??n gi?n là th?ng báo r?ng m?t ??i t??ng có m?t. . 1,0 ± 0,25 c?p dòng trên m?t m?c tiêu (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia).

• S? c?ng nh?n: Ng??i quan sát có th? cho bi?t lo?i ??i t??ng chung (ví d?: phan bi?t m?t ng??i v?i m?t chi?c xe). ?i?u này ?òi h?i nhi?u chi ti?t h?n - ban ??u v? 4,0 ± 0,8 c?p dòng (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia).

• Xác ??nh: Ng??i quan sát có th? xác ??nh ??i t??ng c? th? (ví d?: m?t m? hình xe c? th? ho?c m?t ng??i c? th?). ?ay là nhi?m v? khó nh?t, ?òi h?i 6,4 ± 1,5 c?p dòng (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia).

.Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia), nh?ng các cu?c th?o lu?n hi?n ??i th??ng t?p trung vào các nhi?m v? DRI.) V? m?t k? thu?t th?c t?, m?t c?p dòng t??ng ?ng v?i kho?ng hai pixel hình ?nh trên m?c tiêu (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia). Trong các th?ng s? k? thu?t hình ?nh nhi?t hi?n ??i, các ng??ng này th??ng ???c làm tròn ?? 1, 3 và 6 chu k? cho 50% xác su?t th?c hi?n nhi?m v? (DRI là gì, và nó d?a trên tính toán là gì?).

(Ngh? thu?t vector ng??i ?àn ?ng t? do - T?i xu?ng 17.246+ Bi?u t??ng & ?? h?a Silhouette Man - Pixabay) Nhan va?t: M?t m?c tiêu hình con ng??i theo quan sát. T?i ph?m vi xa, m?c tiêu ch? t?o ra m?t hình bóng t?i (?? ?? phát hi?n); Khi ?? phan gi?i (ho?c s? g?n g?i) t?ng lên, các tính n?ng khu?n m?t và qu?n áo xu?t hi?n, cho phép nh?n d?ng và cu?i cùng nh?n d?ng ??y ??. Tiêu chí Johnson Johnson ??nh l??ng c?n bao nhiêu c?p chi ti?t dòng ? m?i giai ?o?n (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia) (DRI là gì, và nó d?a trên tính toán là gì?).

Tiêu chí Johnson (ng??ng ?? phan gi?i)

Tiêu chí ban ??u c?a Johnson th??ng ???c tóm t?t nh? sau v?i t? l? thành c?ng 50% c?a m?i nhi?m v? (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia):

• Phát hi?n (s? hi?n di?n ??i t??ng): ~ 1.0 c?p dòng trên m?c tiêu (xác su?t 50%) (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia).

• Nh?n d?ng (l?p ??i t??ng): ~ 4.0 c?p dòng trên m?c tiêu (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia).

• Nh?n d?ng (??i t??ng c? th?): ~ 6.4 c?p dòng trên m?c tiêu (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia).

Các giá tr? này gi? ??nh m?c tiêu cao - ?? t??ng ph?n n?n và m?t ng??i quan sát ly t??ng. (M?i c?p dòng b?ng hai pixel c?m bi?n, do ?óTiêu chí c?a Johnson - Wikipedia).) Nhi?u h? th?ng trích d?n các s? DRI ??n gi?n hóa c?a 1 - 3 - 6 chu k? (c?p dòng) ?? phát hi?n - Nh?n d?ng - Nh?n d?ng, t??ng ?ng (DRI là gì, và nó d?a trên tính toán là gì?). Ví d?, h??ng d?n NATO s? d?ng kho?ng 1 chu k? ?? phát hi?n, 3 ?? nh?n d?ng và 6 ?? nh?n d?ng (DRI là gì, và nó d?a trên tính toán là gì?). (Quan ??i Hoa K? ?? c?p nh?t GIàNH ???C Các tiêu chí th?m chí s? d?ng 0,75, 1,5, 3 và 6 chu k? ?? phát hi?n, phan lo?i, nh?n d?ng, xác ??nh, ph?n ánh các tác v? tinh ch? (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson).)

Tiêu chí c?a Johnson th??ng ???c th? hi?n b?ng xác su?t: ??a ra N Các chu k? trên m?c tiêu, có m?t xác su?t t??ng ?ng c?a vi?c th?c hi?n chính xác t?ng nhi?m v? (th??ng là sigmoid - Gi?ng nh?, v?i 50% ? các ng??ng ???c l?p b?ng). Tuy nhiên, nó ???c s? d?ng ph? bi?n nh?t là m?t quy t?c c?a ngón tay cái liên quan ??n gi?i quy?t c?n thi?t cho nhi?m v?.

C? s? toán h?c (?? phan gi?i và ph?m vi)

Các S? l??ng chu k? có th? gi?i quy?t ???c Trên m?t m?c tiêu ph? thu?c vào kích th??c, ph?m vi, quang h?c c?m bi?n và kích th??c pixel. ??i v?i m?t m? hình pinhole ho?c ?ng kính m?ng ??n gi?n (x?p x? góc nh? -), ng??i ta tìm th?y (Phan tích h? th?ng hình ?nh c? b?n cho xe t? tr?):

? ?au n là s? l??ng chu k? trên m?c tiêu, H_O là kích th??c ??c tr?ng c?a m?c tiêu (m), f là ?? dài tiêu c? c?a ?ng kính (cùng ??n v? v?i pixel pixel), p là san pixel (kho?ng cách gi?a các trung tam pixel) và R là ph?m vi cho m?c tiêu. C?ng th?c này n?m b?t các hi?u ?ng tr?c quan: m?t m?c tiêu l?n h?n (ho?c tiêu c? dài h?n) t?ng lên n, trong khi m?t pixel l?n h?n ho?c ph?m vi dài h?n n (Phan tích h? th?ng hình ?nh c? b?n cho xe t? tr?). N?u nh? N các chu k? ???c yêu c?u (t? b?ng Johnson,) cho m?t nhi?m v? nh?t ??nh, Ph?m vi phát hi?n có th? ???c gi?i quy?t là

Ví d?: nhan ??i kích th??c m?c tiêu ho?c ?? dài tiêu c? t?ng g?p ??i ph?m vi phát hi?n cho m?t c? ??nh N (Phan tích h? th?ng hình ?nh c? b?n cho xe t? tr?). T??ng t? nh? v?y, gi?m m?t n?a san pixel (ngh?a là ?? phan gi?i c?m bi?n cao h?n) t?ng g?p ??i ph?m vi. Các c?ng th?c này th??ng ???c s? d?ng b?i th?ng s? k? thu?t c?a camera nhi?t - Các t?m ?? ??c tính ph?m vi D/R/I trong ?i?u ki?n ly t??ng.

Các y?u t? ?nh h??ng ??n ph?m vi phát hi?n

Các c?ng th?c ph?m vi ??n gi?n ? trên gi? ??nh s? t??ng ph?n hoàn h?o và ?i?u ki?n r? ràng. Trong th?c t?, nhi?u y?u t? ?nh h??ng ??n ph?m vi phát hi?n và nh?n d?ng:

• Kích th??c m?c tiêu và ?? t??ng ph?n: Các m?c tiêu l?n h?n (cao h?n ho?c r?ng h?n) có th? nhìn th?y ? kho?ng cách l?n h?n; T??ng t?, m?t m?c tiêu có ?? t??ng ph?n h?ng ngo?i cao h?n (ví d?: nóng h?n so v?i làm mát so v?i n?n) d? phát hi?n h?n. ??i v?i camera nhi?t, m?t gi? ??nh ph? bi?n là chênh l?ch nhi?t ?? ～2 ° C so v?i n?n ?? phát hi?n ?áng tin c?y. M?c tiêu t??ng ph?n nh? h?n ho?c th?p - ?òi h?i nhi?u chu k? h?n (do ?ó ph?m vi g?n h?n).

• ?? phan gi?i c?m bi?n & quang h?c: Nh? ?? ch? ra, các pixel t?t h?n (nh? h?n p) và tiêu c? dài h?n f T?ng ph?m vi. Ngoài ra, ch?c n?ng chuy?n ?i?u ch? c?m bi?n (MTF) và ch?t l??ng quang h?c ?nh h??ng ??n m?c ?? chi ti?t ???c truy?n. Theo t? Johnson, quang h?c t?t h?n (MTF cao h?n) gi?m hi?u qu? các chu k? c?n thi?t cho m?t nhi?m v? nh?t ??nh (Phan tích h? th?ng hình ?nh c? b?n cho xe t? tr?).

• ?i?u ki?n khí quy?n: Khí quy?n th?c s? làm gi?m tín hi?u h?ng ngo?i. ?nh h??ng c?a m?a, s??ng mù ho?c b?i có th? làm gi?m m?nh ph?m vi. Các m? hình ??n gi?n s? d?ng lu?t bia bia (f_t = exp (- r/l_r)) ?? tính toán truy?n ? b??c sóng (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson). Các nghiên c?u th?c nghi?m cho th?y s??ng mù và th?i ti?t n?ng có th? gi?m ?áng k? xác su?t phát hi?n, ngay c? trong IR (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson). IR nhi?t ít h?n t? h?i n??c so v?i ánh sáng nhìn th?y, nh?ng th?i ti?t b?t l?i v?n rút ng?n ph?m vi ?áng k? (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson) (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson).

• B?i c?nh l?n x?n: M?t n?n t?ng cao - l?n x?n làm cho phát hi?n khó kh?n h?n. Các thí nghi?m cho th?y r?ng trong các c?nh c?a Low Low Clutter, các c?nh c?a Johnson, có th? nh? b?ng ~ 0,5 chu k? ?? phát hi?n, nh?ng trong các c?nh l?n x?n cao c?a H?i có th? c?n thi?t ?? phát hi?n 50% (phát hi?n 50% (phát hi?n 50% (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson). Trong th?c t?, m?t n?n t?ng ???c ng?y trang ho?c tr?c quan th??ng yêu c?u ?? t??ng ph?n m?c tiêu ho?c ?? phan gi?i cao h?n m?c t?i thi?u c?a Johnson.

• Tín hi?u - ??n - t? l? nhi?u (SNR) và nhi?u c?m bi?n: Máy dò nhi?t có nhi?u (NETD) và ph?m vi ??ng h?n ch?. M?t ch? ky nhi?t y?u ho?c nhi?u c?m bi?n cao làm t?ng hi?u qu? các chu k? c?n thi?t. Các nghiên c?u nh?n m?nh r?ng SNR th?p ho?t ??ng nh? m?: nó làm gi?m ch?t l??ng hình ?nh và gi?m ph?m vi hi?u qu? (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson).

Cùng nhau, nh?ng y?u t? này có ngh?a là tiêu chí Johnson Johnson ??a ra ph?m vi ly t??ng hóa. B?t k? tính toán th?c t? nào c?ng ph?i bao g?m ?? truy?n qua khí quy?n, ?? t??ng ph?n m?c tiêu, nhi?u c?m bi?n, v.v. Nói chung, m?t ph??ng trình ph?m vi th?c t? nhan c?ng th?c ??n gi?n v?i kh? n?ng hi?n th? ho?c th?i h?n truy?n ?? gi?i thích cho khí quy?n.

Ví d? tính toán

S? d?ng các c?ng th?c trên, ng??i ta có th? ??c tính ph?m vi D/R/I cho m?t camera và m?c tiêu nh?t ??nh. Ví d?:

• Ví d?: M?t ng??i cao 2m (H_O = 2m) ???c ch?p b?ng camera nhi?t v?i f = 50mm và san pixel p = 20 Pha (= 0,02mm). S? d?ng ng??ng c?a Johnson 1 - chu k? ?? phát hi?n,

  $$R _ {\ rm det} = \ frac {2 \, \ text {m} \ l?n 50 \, \ text {mm}} {2 \ l?n 0.02 \, \ text {mm} \ l?n 1}$$

  ?? nh?n d?ng (≈3 chu k?) và nh?n d?ng (≈6 chu k?), các ph?m vi tr? thành ≈833m và ≈417m t??ng ?ng (vì $ r \ propto1/n $).

• Ví d? v? nhà s?n xu?t: M?t ?ng d?ng LEONARDO DRS L?U Y ??a ra m?t m?c tiêu c?a con ng??i (kích th??c t?i h?n ~ 0,95m) và m?t máy ?nh có ?? dài 17 pixel và tiêu c? 16,75mm. ??i v?i nhi?m v? nh?n d?ng chu k? 3 -, h? tính ph?m vi phát hi?n 50% kho?ng 157m. .

• Giá tr? ?i?n hình: Trong ?i?u ki?n ly t??ng (?? t??ng ph?n t?t, kh?ng khí r? ràng), quy t?c c?a Johnson - c?a - ngón tay cái d? ?oán vi?c phát hi?n m?t con ng??i theo th? t? vài km. Ch?ng h?n, m?t ngu?n trích d?n ~ 2000m phát hi?n, nh?n d?ng ~ 667m và nh?n d?ng ~ 333m cho m?t ng??i 1,8m (DRI là gì, và nó d?a trên tính toán là gì?).

Nh?ng ví d? này cho th?y làm th? nào các tiêu chí Johnson có th? ???c áp d?ng tr?c ti?p v?i s? h?c ??n gi?n. Ph?m vi th?c t? trong th?c t? th??ng th?p h?n do các y?u t? ???c ?? c?p ? trên.

?ng d?ng

Tiêu chí Johnson s??n ???c s? d?ng r?ng r?i trong vi?c thi?t k? và ?ánh giá H? th?ng hình ?nh nhi?t trên nhi?u l?nh v?c:

• Quan ??i và Qu?c phòng: Th?ng s? k? thu?t c?m bi?n cho ban ?êm - Ph?m vi t?m nhìn, ?i?m tham quan nhi?t và giám sát th??ng li?t kê các ph?m vi D/R/I d?a trên tiêu chí c?a Johnson ((Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia). Thu nh?p và c?ng nh?n m?c tiêu (Friend vs FoE) vào ban ?êm d?a vào các ??c tính này. Nhi?u h??ng d?n s? d?ng và tài li?u mua s?m tham chi?u Quy t?c 1 - 3 - 6 - c?a - Ngón tay cái cho v? khí - g?n các ?i?m tham quan IR.

• Tìm ki?m và C?u h? / B?o m?t: Máy ?nh nhi?t c?m tay ho?c g?n k?t ???c s? d?ng ?? tìm ng??i b? m?t, ho?c theo d?i chu vi, c?ng s? d?ng các s? li?u DRI. Ví d?: các ??i c?u h? có th? yêu c?u m?t máy ?nh có th? phát hi?n m?t con ng??i ? 1km và nh?n ra lúc 400m. Tiêu chí Johnson Johnson cung c?p m?t ???ng c? s? cho các th?ng s? k? thu?t nh? v?y.

• Giám sát và th?c thi pháp lu?t: ??i tu?n tra biên gi?i, giám sát ??ng v?t hoang d? và h? th?ng phát hi?n xam nh?p s? d?ng các tiêu chí này ?? d? ?oán m?t c?m bi?n có th? l?y m?t ng??i ho?c xe vào ban ?êm bao xa. (M?t s? tiêu chu?n chính th?c hóa các nhi?m v? c?a Johnson; ví d?: NATO s? d?ng D, R, I phan lo?i trong các yêu c?u hình ?nh.)

Trong m?i tr??ng h?p, các tiêu chí Johnson Johnson giúp d?ch các tham s? c?m bi?n (?? phan gi?i, quang h?c, kích th??c pixel) thành m?t s? li?u hi?u su?t tr?c quan (ph?m vi ?? phát hi?n ho?c xác ??nh m?t m?c tiêu ?i?n hình).

H?n ch? và thích ?ng hi?n ??i

M?c dù tính h?u d?ng c?a nó, tiêu chí Johnson Johnson có quan tr?ng gi?i h?n. ?ay là m?t m? hình th?c nghi?m, ly t??ng hóa, b? qua nhi?u hi?u ?ng th?c s? - th? gi?i:

• ?i?u ki?n ??n gi?n hóa: Nó gi? ??nh m?t n?n ??ng ??u, ?? t??ng ph?n m?c tiêu r?ng r?i và m?t ng??i quan sát ???c hi?u ch?nh t?t. Nó kh?ng tính ??n s? l?n x?n ho?c ng?y trang. Trong th?c t?, m?c tiêu d?a trên n?n t?ng ph?c t?p có th? yêu c?u ?? phan gi?i cao h?n giá tr? danh ngh?a c?a Johnson (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson).

• B? qua các hi?u ?ng m?i tr??ng: Các tiêu chí ban ??u kh?ng bao g?m th?i ti?t ho?c suy gi?m khí quy?n. Các nghiên c?u nh?n m?nh r?ng Kh?ng có m? hình ??n gi?n Ch?p ??y ?? các hi?u ?ng s??ng mù, m?a và khói (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson) (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson). Các h? th?ng hi?n ??i th??ng nhan v?i m?t thu?t ng? truy?n khí quy?n ho?c s? d?ng các m? hình hi?n th? th?c nghi?m.

• Các y?u t? con ng??i: C?ng vi?c c?a Johnson ?? s? d?ng m?t vài nhà quan sát ???c ?ào t?o trong ?i?u ki?n ???c ki?m soát; Nó b? qua các bi?n th? trong ?ào t?o quan sát viên, s? chú y, m?t m?i, v.v ... Có th? có s? khác bi?t ?áng k? gi?a các cá nhan trong xác su?t phát hi?n th?c t? (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson).

• Tín hi?u và x? ly: M? hình x? ly hình ?nh nh? th? ch? b? gi?i h?n b?i hình h?c (pixel và quang h?c). Nó kh?ng k?t h?p nhi?u c?m bi?n (NETD), ph?m vi ??ng ho?c c?i ti?n x? ly hình ?nh. B?t k? thu?t toán làm s?c nét ho?c video nào có th? c?i thi?n ?? phan gi?i hi?u qu?, ngh?a là các máy ?nh th?c s? th??ng v??t tr?i so v?i gi?i h?n tr?n nhà c?a Johnson.

• Xác su?t t?p trung: Các tiêu chí ???c xác ??nh cho xác su?t ~ 50%. H? kh?ng m? t? cách hi?u su?t c?i thi?n v?i ?? phan gi?i cao h?n ng??ng, c?ng kh?ng n?m b?t ???c sai - T?c ?? báo ??ng ho?c ???ng cong ROC.

Do nh?ng kho?ng tr?ng này, các m? hình hi?u su?t ph?m vi hi?n ??i m? r?ng cách ti?p c?n c?a Johnson. Ví d?, Quan ??i Hoa K? GIàNH ???C Ph??ng pháp ?i?u ch?nh các yêu c?u chu k? (0,75 chu k? ?? phát hi?n, v.v.) d?a trên th? nghi?m r?ng h?n (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson). Nhi?u c?ng c? phan tích hi?n ?ang tích h?p các m? hình MTF, SNR và khí quy?n m?t cách r? ràng. M?t s? bao g?m bia –lambert suy gi?m (nh? trong J - Phim/T - ?? g?p m? hình (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson)) ho?c s? li?u l?n x?n. Nh?ng ng??i khác thay th? ng??ng c?ng b?ng ly thuy?t phát hi?n th?ng kê (ví d?: s? d?ng các ???ng cong ??c tr?ng c?a máy thu). Tuy nhiên, tiêu chí Johnson Johnson v?n là m?t khái ni?m n?n t?ng và h??ng d?n ??n hàng nhanh chóng cho ph?m vi hình ?nh nhi?t.

Tóm l?i, Tiêu chí Johnson, liên k?t ?? phan gi?i kh?ng gian c?a c?m bi?n h?ng ngo?i v?i các nhi?m v? th?c t? khi nhìn th?y m?t m?c tiêu. B?ng cách th? hi?n s? phát hi?n, nh?n d?ng và nh?n d?ng theo các c?p dòng trên m?c tiêu, thì nó cung c?p cho các k? s? m?t cách ??n gi?n ?? tính toán m?t camera nh?t ??nh có th? th?c hi?n t?ng nhi?m v? trong ?i?u ki?n ly t??ng (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia) (Phan tích h? th?ng hình ?nh c? b?n cho xe t? tr?). M?c dù ng??i ta ph?i gi?i thích cho các y?u t? th?c s? - Th? gi?i trong b?t k? thi?t k? chi ti?t nào, nh?ng tiêu chí Johnson Johnson v?n c?ng c? h?u h?t các th?ng s? k? thu?t và ??c tính hi?u su?t c?a camera nhi?t ngày nay (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia) (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson).

Ngu?n: Các ??nh ngh?a và giá tr? chính là t? tác ph?m g?c c?a Johnson (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia) và tóm t?t trong tài li?u (Tiêu chí c?a Johnson - Wikipedia) (DRI là gì, và nó d?a trên tính toán là gì?). Tính toán ph?m vi phát hi?n theo các c?ng th?c ?ng kính m?ng trong phan tích hình ?nh (Phan tích h? th?ng hình ?nh c? b?n cho xe t? tr?). Hi?u ?ng m?i tr??ng và l?n x?n ???c ghi nh?n trong các nghiên c?u theo d?i -L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson) (L?ch s? và s? phát tri?n c?a tiêu chí Johnson). Các ví d? và gi? ??nh th?c t? ??n t? các nhà s?n xu?t và báo cáo k? thu?t (DRI là gì, và nó d?a trên tính toán là gì?).