Johnson'un istilik g?rüntül?m? a?karlanmas? v? tan?nmas? ü?ün meyarlar?

Tarixi m?lumat: 1950-ci ill?rin sonlar?nda, AB?-?n John W Johnson, Ordu Gec?si il? qabaqc?l t?crüb?l?r apar?blar - G?rm? g?rüntüsü gücl?ndiricil?ri müxt?lif vizual tap??r?qlar ü?ün n? q?d?r g?rüntü detal?n?n laz?m oldu?unu ?l?m?k ü?ün gücl?ndiricil?r (Johnson meyarlar? - Vikipediya). 1958-ci ild? ka??z?nda "??kil meydana g?tir?n sisteml?rin t?hlili", Johnson, f?rqli v?zif?l?r ü?ün t?l?b olunan empirik h?ddl?r (h?d?fd?ki cütl?rd?) bildirdi (Johnson meyarlar? - Vikipediya) (Johnson meyarlar? - Vikipediya). Bu kimi tan?nd? Johnson meyarlar?. Müh?ndisl?rin h?d?fi g?rül?n v? ya mü?yy?n edilmi? ??raitd? tan?nmaq v? ya mü?yy?nl??diril?c?yini t?xmin etm?y? imkan verm?kl? sensor dizayn?n? inqilab etdi (Johnson meyarlar? - Vikipediya) (Johnson meyarlar? - Vikipediya). Bu meyarlardan istifad? ed?r?k, bir ?ox proqnozla?d?r?c? modell?r sonradan müxt?lif ?m?liyyat ??raitind? sensor performans?n? qiym?tl?ndirm?k ü?ün haz?rlanm??d?r (Johnson meyarlar? - Vikipediya) (Johnson meyarlar? - Vikipediya).

A?karlama, tan?nma v? ??xsiyy?t (dri) v?zif?l?ri

Johnson meyarlar? ü? ?sas t?yin edir vizual tap??r?qlar:

• A?karlama: Mü?ahid??i sad?c? bir obyektin i?tirak etdiyini bildirir. (Bu s?viyy?d?, yaln?z bir "blob" v? ya hadis? yerind? d?yi?ikliyini g?r? bil?r.) Johnson, a?karlanman?n t?l?b olundu?unu tapd? 1.0 ± 0.25 X?tti cüt bir h?d?f boyunca (Johnson meyarlar? - Vikipediya).

• Tan?ma: Mü?ahid??i ümumi obyekt n?vün? (m?s?l?n, bir insan? bir n?qliyyat vasit?sind?n f?rql?ndir?n) dey? bil?r. Bunun ü?ün daha ?ox m?lumat t?l?b olunur - ?vv?lc? 4.0 ± 0.8 X?tti cüt (Johnson meyarlar? - Vikipediya).

• ??xsiyy?t: Mü?ahid??i xüsusi obyekti (e.g. mü?yy?n bir n?qliyyat vasit?si v? ya mü?yy?n bir ??xs) mü?yy?n ed? bil?r. Bu, t?l?b olunan ?n a??r v?zif?dir 6.4 ± 1.5 X?tti cüt (Johnson meyarlar? - Vikipediya).

(Johnson h?m?inin ~ 1.4 Line cütlükd? bir ara "oriyentasiya" add?m?n? qeyd etdi (Johnson meyarlar? - Vikipediya), lakin müasir müzakir?l?r tez-tez Dri v?zif?l?rin? y?n?ldilmi?dir.) Praktik müh?ndislik ??rtl?ri, bir s?tir cütü h?d?f boyunca iki ??kil pikselin? uy?undur (Johnson meyarlar? - Vikipediya). Müasir termal g?rüntü xüsusiyy?tl?rind? bu h?dl?r tez-tez yuvarlaqla?d?r?l?r 1, 3 v? 6 d?vr v?zif?ni yerin? yetirm?k ehtimal? 50% (Dri n?dir v? hesablamaya ?saslanaraq n?dir?).

(Pulsuz Man Silhouette Vector Art - Yukle 17,246+ Man Siluet ni?anlar? v? qrafika - Pikabay) ??kil: Bir insan - mü?ahid? alt?nda formal? h?d?f. At uzaqg?r?n, h?d?f yaln?z tünd bir siluet istehsal edir (a?karlanmas? ü?ün kifay?tdir); Q?tnam? (v? ya yax?nl?q) artd?qca, üz v? geyim xüsusiyy?tl?ri ortaya ??x?r, tan?nma v? n?tic?d? tam eynil??dirm? imkan? verir. Johnson-un meyarlar? h?r m?rh?l?d? ne?? x?ttli cüt detal?n laz?m oldu?unu ?l?ür (Johnson meyarlar? - Vikipediya) (Dri n?dir v? hesablamaya ?saslanaraq n?dir?).

Johnsonun meyarlar? (q?tnam? h?dl?ri)

Johnson'un orijinal meyarlar?, h?r bir v?zif?nin 50% müv?ff?qiyy?t d?r?c?si ü?ün a?a??dak? kimi ?ox vaxt ümumil??dirilir (Johnson meyarlar? - Vikipediya):

• A?karlama (obyekt varl???): H?d?fd? ~ 1.0 x?tt cütü (50% ehtimal) (Johnson meyarlar? - Vikipediya).

• Tan?ma (obyektin sinfi): H?d?fd? ~ 4.0 x?tt cütü (Johnson meyarlar? - Vikipediya).

• ??xsiyy?t (xüsusi obyekt): H?d?fd? ~ 6.4 x?tt cütü (Johnson meyarlar? - Vikipediya).

Bu d?y?rl?r yüks?k h?d?f? sahibdirl?r - fon kontrast? v? ideal bir mü?ahid??i. (H?r s?tir cütü iki sensor pikselin? b?rab?rdir, buna g?r? E.G. 1.0 Line Cüt ≈ H?d?f eni boyunca 2 piksel (Johnson meyarlar? - Vikipediya).) Bir ?ox sistem Sad?l??dirilmi? "Dri" n?mr?l?ri 1 - 6-c? - 6 d?vrü (x?tt cütl?ri) tan?nmas? - tan?ma -Dri n?dir v? hesablamaya ?saslanaraq n?dir?). M?s?l?n, bir NATO t?limat? a?karlanmas? ü?ün t?xmin?n 1 d?vrd?n istifad? edir, 3-ü tan?maq ü?ün 6 v? 6)Dri n?dir v? hesablamaya ?saslanaraq n?dir?). (U.S. Ordunun yenil?ndi Qazanmaq Meyarlar h?tta t?mizl?nmi? tap??r?qlar? a?kar etm?k, t?snif etm?k, tan?maq, tan?maq, tan?maq, tan?maq ü?ün 6.75, 1, 3 v? 6 d?vr?d?n istifad? edir (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü).).)

Johnson meyarlar? tez-tez ehtimal olunur: verilmi?dir N H?d?fd?ki d?vrl?r, h?r bir tap??r??? düzgün yerin? yetirm?yin düzgün bir ehtimal? var (ad?t?n Sigmoid - kimi, c?dv?lli ?r?f?l?rd? 50%). Bununla birlikd?, tap??r???n t?l?b olunan q?tnam?sin? aid bir "qayda qaydas?" kimi ?n ?ox istifad? olunur.

Riyazi ?sas (q?tnam? v? diapazon)

Bu Q?tiyy?tli d?vrl?rin say? H?d?f boyunca h?d?fin ?l?üsünd?n, diapazon, sensor optikl?rind?n v? piksel ?l?üsünd?n as?l?d?r. Sad? bir pinhole v? ya nazik lens modeli ü?ün (ki?ik - bucaq yax?nla?mas?), bir tap?r (Muxtar n?qliyyat vasit?l?ri ü?ün fundamental g?rüntü sisteminin t?hlili):

harada n h?d?fd?ki d?vrl?rin say?, h_o h?d?fin xarakterik ?l?üsü (m), f Lens fokus uzunlu?u (piksel meydan?as? kimi eyni b?lm?l?r), p piksel meydan?as?d?r (piksel m?rk?zl?ri aras?ndak? m?saf?) v? R h?d?fin aral???d?r. Bu formula intuitiv t?sir g?st?rir: daha b?yük bir h?d?f (v? ya daha uzun fokus uzunlu?u) art?r n, daha b?yük bir piksel v? ya daha uzun bir s?ra azalsa da n (Muxtar n?qliyyat vasit?l?ri ü?ün fundamental g?rüntü sisteminin t?hlili). Kef N Mü?yy?n bir tap??r?q ü?ün d?vrl?r (Johnson'un masas?ndan) t?l?b olunur a?karlama diapazonu kimi h?ll edil? bil?r

M?s?l?n, h?d?f ?l?üsünü iki qat v? ya fokus uzunlu?u a?karlama diapazonunu sabit bir ??kild? iki d?f? art?r?r N (Muxtar n?qliyyat vasit?l?ri ü?ün fundamental g?rüntü sisteminin t?hlili). Eyni ??kild?, piksel meydan?as?n? azaltmaq (y?ni daha yüks?k sensor h?lli) aral???n? iki qat art?r?r. Bu düsturlar tez-tez termal kamera spesifikas? t?r?find?n istifad? olunur - D / R / i ideal ??raitd? d?yi?dirm?k ü?ün verilir.

A?kar edilm?y? t?sir ed?n amill?r

Yuxar?dak? sad? diapazon formulu mük?mm?l kontrast? v? ayd?n ??rtl?ri al?r. T?crüb?d? bir ?ox amill?rin a?karlanmas? v? tan?nmas? aral???na t?sir g?st?rir:

• H?d?f ?l?üsü v? kontrast: Daha b?yük (hündür v? ya daha geni?) h?d?fl?r daha ?ox m?saf?d? g?rünür; Eynil?, daha yüks?k infraq?rm?z? kontrast? olan bir h?d?f (e.g. isti v? arxa plandan daha s?rin) a?kar etm?k daha asand?r. Termal kameralar ü?ün ümumi bir f?rziyy?, etibarl? a?karlama ü?ün fondan ~2 ° C temperatur f?rqidir. Ki?ik v? ya a?a?? - kontrast h?d?fl?ri daha ?ox d?vr t?l?b edir (bel?likl? daha yax?n m?saf?l?r).

• Sensor Q?tnam?si v? Optika: G?st?ril?n, inc? piksell?r (daha ki?ik) p) v? daha uzun fokus uzunlu?u f Art?m art?rmaq. Ayr?ca, sensorun modulyasiya transferi funksiyas? (MTF) v? optik keyfiyy?ti daha yax?? detallar?n k??ürülm?sin? t?sir g?st?rir. Johnsonun s?zl?rind? daha yax?? optika (Ali MTF) mü?yy?n bir tap??r?q ü?ün t?l?b olunan d?vrl?ri effektiv ??kild? azald?r (Muxtar n?qliyyat vasit?l?ri ü?ün fundamental g?rüntü sisteminin t?hlili).

• Atmosfer ??raiti: Real atmosfer infraq?rm?z? siqnallar? at?r. Ya???, duman v? ya tozun t?siri, diapazonu k?skin ??kild? azalda bil?r. Sad? modell?r piv?nin qanunlar?ndan istifad? edir (f_t = exp (- r / l_r)) dal?a uzunlu?unda ?türülm?ni hesablamaq ü?ün (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü). Empirik t?dqiqatlar duman v? a??r havalar?n, h?tta IR-d? h?tta k?skin ??kild? a?kar etm? ehtimal?n? k?skin ??kild? azalda bil?r (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü). Termal IR su buxar?ndan g?rün?n i???dan daha az ?ziyy?t ??kir, amma m?nfi hava h?l? d? ?h?miyy?tli d?r?c?d? q?sald?r (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü) (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü).

• Fon qar???ql???: Yüks?k - T?xanma fon a?karl??? daha da ??tinl??dirir. T?crüb?l?r g?st?rir ki, "a?a?? t?xanma" s?hn?l?rind? Johnsonun e?ikl?ri a?karlanmas? ü?ün ~ 0.5 d?vrün q?d?r ki?ik ola bil?r, lakin "yüks?k t?xanma" m?nz?r?l?ri 50% a?karlama ü?ün 2,5-d?n ?ox d?vrd? ola bil?r (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü). T?crüb?d?, bir kamuflyaj edilmi? v? ya vizual olaraq mür?kk?b bir fon tez-tez h?d?f kontrast? v? ya johnsonun ??lpaq minimumu il? ba?l? h?llini t?l?b edir.

• Siqnal - S?s-küy nisb?ti (SNR) v? sensor s?s-küyü: Termal detektorlar?n s?s-küyü (netd) v? m?hdud dinamik diapazon var. Z?if bir istilik imzas? v? ya yüks?k sensorluq s?s-küyü laz?mi d?vrl?ri effektiv ??kild? art?r?r. T?dqiqatlar, a?a?? SNR-nin bulan? kimi h?r?k?t etdiyini vur?ulay?r: g?rüntü keyfiyy?tini pisl??dirir v? effektiv diapazonunu azald?r (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü).

Birlikd?, bu amill?r Johnsonun meyarlar?n?n idealla?d?r?lm?? aral??? verm?si dem?kdir. H?r hans? bir praktik hesablama, atmosfer ?türm?, h?d?f kontrast, sensor s?s-küyü v? s. T?rkibind?, Leonardo DRS, Johnsonun düsturlar?n?n "bol siqnal" (yax?? kontrast v? a?a?? s?s-küy) v? t?miz hava ald???n? qeyd edir. ümumiyy?tl?, real diapazon t?nliyi, atmosferin hesab? ü?ün bir g?rünm? v? ya ?türm? müdd?ti t?r?find?n sad? formula vurur.

Nümun? hesablamalar?

Yuxar?dak? düsturlardan istifad? ed?r?k, bir kamera v? h?d?f ü?ün D / R / i d?yi?dirm?k olar. M?s?l?n:

• Misal: 2 m uzunlu?unda bir n?f?r (h_o = 2m) il? bir istilik kameras? t?r?find?n g?rüntül?ndi f = 50 mm v? piksel meydan?a p = 20μm (= 0.02mm). Johnson'un 1 istifad? ed?r?k, a?karlanmas? ü?ün velosiped h?ddi,

  $$R _ \ rm det} = \ frac {2 \ m?tn {m} \ time 50 \, \ m?tni} {mm}} {2 \ d?f? 0.02 \ text {mm} \ Times 1}}}}}}}}}}}}}}$$

  Tan?nma (≈3 d?vrl?r) v? identifikasiya (≈6 d?vrl?r), aral??? müvafiq olaraq ≈833m v? ≈417m hal?na g?lir ($ R \ Propto1 / N $).

• ?stehsal?? Misal: Leonardo DRS t?tbiqi notu insan h?d?fin? (kritik bir ?l?ü ~ 0.95m) v? 17μm piksel v? 16.75mm fokus uzunlu?u olan bir kamera verir. 3 - d?vriyy? tan?nmas? tap??r??? ü?ün, t?xmin?n 157 m m?saf?d? 50% a?karlama diapazonunu hesablay?rlar. (Eyni n?mr?l?rl? düsturumuz $ R \ t?qrib?n (0.95 \ d?f? 16.75) / (2 \ d?f?0.017 \ Times3) \ T?xmin?n157 $ M, nümun?l?rini uy?unla?d?r?r.)

• Tipik d?y?rl?r: ?deal ??raitd? (yax?? kontrast, t?miz hava), Johnsonun qaydai - of Thumb, bir insan?n bir ne?? kilometr qaydas?nda a?karland???n? proqnozla?d?r?r. M?s?l?n, bir m?nb? ~ 2000 m a?kar, ~ 667m tan?nmas? v? ~ 333 m-ni 1,8 milyon ??xs ü?ün identifikasiya (Dri n?dir v? hesablamaya ?saslanaraq n?dir?).

Bu nümun?l?r Johnson meyarlar?n?n nec? sad? hesabla t?tbiq oluna bil?c?yini g?st?rir. Yuxar?da g?st?ril?n amill?r s?b?bind?n praktikada faktiki s?ra tez-tez daha az olur.

Proqramlar

Johnsonun meyarlar? dizayn v? qiym?tl?ndirm?d? geni? istifad? olunur Termal g?rüntü sisteml?ri Bir ?ox sah?l?rd?:

• H?rbi v? müdafi?: Gec? ü?ün sensor spesifikasiyalar? - G?rm? sah?l?ri, istilik g?rm?li yerl?ri v? n?zar?t tez-tez Johnson meyarlar?na ?saslanan D / R / i d?yi?ir (Johnson meyarlar? - Vikipediya). Gec?d? h?d?f al?nmas? v? tan?nmas? (dostu dü?m?n) bu hesablamalara etibar edin. Bir ?ox sah? t?limatlar? v? sat?nalma s?n?dl?ri 1 - 3 - 6 qayda - ünvan? - Silah ü?ün ba? barma?? - qura?d?r?lm?? IR g?rm?li yerl?ri.

• Axtar?? v? Xilasetm? / T?hlük?sizlik: ?tirilmi? ??xsl?ri tapmaq v? ya perimeterl?ri izl?m?k ü?ün istifad? olunan ?l v? ya qura?d?r?lm?? istilik kameralar? da Dri ?l?üml?rind?n istifad? edir. M?s?l?n, xilasetm? qruplar? ed? bil?c?k bir kamera t?l?b ed? bil?r a?kar etm?k 1 km m?saf?d? bir insan v? tan?maq 400 m m?saf?d?. Johnson meyarlar? bu cür spesifikasiyalar ü?ün bir ?sas t?min edir.

• Mü?ahid? v? hüquq-mühafiz? orqanlar?: S?rh?d patrulu, v?h?i t?bi?tin monitorinqi v? müdaxil? a?karlama sisteml?ri bu meyarlardan bir sensorun gec? bir v? ya n?qliyyat vasit?sini g?tür? bil?c?yini proqnozla?d?rmaq ü?ün istifad? edir. (B?zi standartlar Johnson tap??r?qlar?n? r?smil??dirir; e.g. NATO, D, R, i t?snifatlar?nda t?snifat t?l?bl?rin? aiddir.)

H?r bir halda, Johnson-un meyarlar? sensor parametrl?rini (q?tnam?, optika, piksel ?l?üsünü) intuitiv bir performans metrikas?na ?evirm?y? k?m?k edir (tipik bir h?d?fi a?kar etm?k v? ya mü?yy?n etm?k ü?ün aral???).

M?hdudiyy?tl?r v? müasir uy?unla?ma

Faydehliyin? baxmayaraq, Johnson meyarlar?na sahibdir m?hdudiyy?tl?r. Bir ?ox real - Dünya effektl?rini buraxan bir empirik, idealiz? edilmi? bir modeldir:

• Sad?l??dirilmi? ??rtl?r: Vahid bir fon, geni? h?d?f kontrast? v? bir quyu - kalibrl?nmi? mü?ahid??i. T?xanma v? ya kamuflyaj ü?ün n?z?rd? tutulmur. T?crüb?d?, mür?kk?b bir fondan bir h?d?f Johnsonun nominal d?y?rl?rind?n daha ?ox q?tnam? t?l?b ed? bil?r (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü).

• ?traf mühit? t?sirin? m?h?l qoymur: Orijinal meyarlara hava v? ya atmosfer art?m? daxil deyil. T?dqiqatlar bunu vur?ulay?r Sad? bir model yoxdur Duman?, ya??? v? tüstü effektl?rini tam ??kild? ?l? ke?irir (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü) (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü). Müasir sisteml?r tez-tez bir atmosfer ?türm? müdd?ti il? ?oxal?r v? ya empirik g?rünm? modell?rind?n istifad? edirl?r.

• ?nsan amill?ri: Johnsonun i?i n?zar?t edil?n ??raitd? bir ne?? t?lim ke?mi? mü?ahid??i istifad? etdi; Mü?ahid??i t?lim, diqq?t, yor?unluq v? s. D?yi?iklikl?r? m?h?l qoymur ki, fiziki a?karetm? ehtimal? olan ??xsl?r aras?nda ?h?miyy?tli f?rql?r ola bil?r (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü).

• Siqnal v? i?l?m?: Model g?rüntüyü yaln?z h?nd?s? (piksel v? optika) il? m?hdudla?d?r?r. Sensor s?s-küyü (netd), dinamik diapazon v? ya g?rüntü emal aksesuarlar? daxil etmir. H?r hans? bir on l?vh?d? k?skinl???n v? ya video alqoritml?ri effektiv q?tnam?ni yax??la?d?ra bil?r, y?ni real kameralar?n tez-tez ??lpaq johnson m?hdudiyy?tl?rini üstün tutur.

• Ehtimal fokusu: Meyarlar ~ 50% ehtimal ü?ün mü?yy?n edilir. Performans?n e?ikd?n k?narda daha ?ox q?tnam? il? nec? yax??la?d???n? v? ya saxta oldu?unu v? ya Roc ?yril?ri d? ??km?dikl?rini izah etmirl?r.

Bu bo?luqlara g?r?, müasir diapazon performans modell?ri Johnsonun yana?mas?n? geni?l?ndirir. M?s?l?n, AB?-?n ordusu Qazanmaq Metodologiya, daha geni? test? ?saslanaraq d?vriyy?l?rin t?l?bl?rini (a?karlanmas? ü?ün 0.75 d?vrü) t?nziml?yir (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü). Art?q bir ?ox analiz al?tl?ri, indi MTF, SNR v? atmosfer modell?rini a??q ??kild? birl??dirir. B?zil?rin? piv?-lambert (i??rid? olan) daxildir J - film/T - g?rü?dü modell?r (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü)) v? ya t?xanma ?l?ül?ri. Dig?rl?ri statistik a?karlama n?z?riyy?si il? s?rt h?dl?ri ?v?z edir (E.G. Al?c? i?l?y?n xarakterik ?yril?rd?n istifad? etm?kl?). Buna baxmayaraq, Johnson meyarlar? t?m?l bir konsepsiya v? tez birinci - istilik g?rüntül?m? aral???na dair bir b?l?d?i olaraq qal?r.

Xülas?d?, Johnson meyarlar? bir infraq?rm?z? sensorun m?kan h?llini bir h?d?fi g?rm?yin praktik v?zif?l?rin? ba?lay?r. A?karlama, tan?nma v? tan?t?m ifad? etm?kl?, "H?d?fd? cüt cütl?r" bax?m?ndan müh?ndisl?r, mü?yy?n bir kameran?n ideal ??raitd? h?r bir tap??r??? n? q?d?r i?l?y? bil?c?kl?rini hesablamaq ü?ün sad? bir yol t?qdim edir (Johnson meyarlar? - Vikipediya) (Muxtar n?qliyyat vasit?l?ri ü?ün fundamental g?rüntü sisteminin t?hlili). H?r hans? bir detall? dizayndak? dünya amill?ri ü?ün bir dünya amill?ri olan Johnsonun meyarlar? h?l? d? bu gün ?n ?ox istilik kameras? xüsusiyy?tl?ri v? performans qiym?tl?ndirm?l?rini d?st?kl?yir (Johnson meyarlar? - Vikipediya) (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü).

M?nb?l?r: ?sas t?rifl?r v? d?y?rl?r Johnsonun orijinal i?ind?ndir (Johnson meyarlar? - Vikipediya) v? ?d?biyyatda xülas?l?r (Johnson meyarlar? - Vikipediya) (Dri n?dir v? hesablamaya ?saslanaraq n?dir?). A?karlama diapazonu hesablamalar? nazikdir - g?rüntü analizind? lens düsturlar? (Muxtar n?qliyyat vasit?l?ri ü?ün fundamental g?rüntü sisteminin t?hlili). ?traf mühit v? t?xanma effektl?ri t?qibl? s?n?dl??dirilir -Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü) (Johnson meyarlar?n?n tarixi v? t?kamülü). Praktik nümun?l?r v? f?rziyy?l?r istehsal??lardan v? texniki hesabatlardan g?lir (Dri n?dir v? hesablamaya ?saslanaraq n?dir?).