Hej tamo! Kao dobavljač jezgara LWIR kamere, često me pitaju kako kalibrirati ove sjajne male uređaje. Kalibracija je super važna za dobivanje točnih i pouzdanih toplinskih slika, pa sam mislila da ću podijeliti neke uvide u proces.
Prvo, razgovarajmo o tome zašto je kalibracija velika stvar. LWIR (dugovalne infracrvene) kamere otkrivaju infracrveno zračenje koje emitira objekti i pretvaraju ga u vidljive slike. Međutim, različiti čimbenici mogu utjecati na točnost ovih slika, poput temperaturnih varijacija, nejednakosti senzora i promjena u okolini. Kalibracija pomaže u ispravljanju ovih problema i osigurava da kamera daje dosljedne i precizne rezultate.
Razumijevanje osnova umjeravanja
Prije nego što zaronimo u postupak kalibracije, ključno je razumjeti nekoliko ključnih koncepata. Postoje dvije glavne vrste kalibracije za jezgre LWIR kamere: korekcija neujednačenosti (NUC) i radiometrijska kalibracija.
Korekcija neujednačenosti odnosi se na nadoknadu razlika u osjetljivosti između pojedinih piksela u senzoru kamere. Iako su senzori dizajnirani tako da budu što ujednačeni, uvijek postoje male varijacije. Ove varijacije mogu uzrokovati buku fiksnog uzorka u toplinskim slikama, čineći ih da izgledaju zrnato ili imaju neravnu svjetlinu. NUC pomaže u uklanjanju ove buke i poboljšanju cjelokupne kvalitete slike.
Radiometrijska kalibracija, s druge strane, koristi se za pretvaranje izlaza kamere (obično u digitalnom broju) u stvarne temperaturne vrijednosti. To je ključno za aplikacije u kojima trebate točno mjeriti temperaturu objekata, poput industrijskih inspekcija ili medicinske dijagnostike.
Korekcija nejednakosti (NUC)
Započnimo s Nuc. Postoji nekoliko različitih metoda za izvođenje NUC-a, ali jedna od najčešćih je metoda kalibracije u dvije točke. Evo kako to funkcionira:
-
Korak 1: Uhvatite tamni okvir
- Prvo, leću kamere trebate pokriti laganom kapicom kako biste blokirali sve dolazne infracrvene zračenja. To stvara "tamnu" sliku gdje je jedini signal koji senzor otkriva je vlastiti unutarnji šum.
- Uzmite nekoliko okvira s prekrivenim objektivom i prosječno ih smanjuju nasumičnu buku. Ovaj prosječni tamni okvir koristit će se kasnije u procesu kalibracije.
-
Korak 2: Uhvatite jednoličnu scenu
- Zatim trebate izložiti kameru jednoličnom infracrvenom izvoru, poput radijatora crnog tijela. Crnobody je objekt koji emitira infracrveno zračenje na poznatoj i stalnoj temperaturi.
- Provjerite je li crno tijelo dovoljno velik da napuni vidno polje kamere i da je na stabilnoj temperaturi. Uzmite nekoliko okvira crnog tijela i prosječno ih prosječiti.
-
Korak 3: Izračunajte korekcijske faktore
- Sada kada imate tamni okvir i ujednačeni okvir scene, možete izračunati korekcijske faktore za svaki piksel. Korekcijski faktor piksela je razlika između prosječne vrijednosti tog piksela u jednoličnom okviru scene i njegove prosječne vrijednosti u tamnom okviru.
- Ti se faktori korekcije pohranjuju u memoriju fotoaparata i primjenjuju se na svaku sljedeću sliku kako bi ispravili neujednačenja.
-
Korak 4: Primijenite korekciju
- Kad kamera snima normalne slike, koristi pohranjene korekcijske faktore za podešavanje vrijednosti svakog piksela u stvarnom vremenu. To osigurava da konačna slika ima ujednačenu svjetlinu i smanjuje buku s fiksnim uzorkom.
Radiometrijska kalibracija
Radiometrijska kalibracija je malo složenija od NUC -a, ali je ključna za točna mjerenja temperature. Evo općeg pregleda procesa:
-
Korak 1: Odaberite cilj kalibracije
- Trebat će vam cilj kalibracije s poznatom i stabilnom temperaturom. To bi mogao biti hladnjak s crnim tijelom ili kalibrirani referentni objekt.
- Provjerite je li cilj kalibracije pokriva značajan dio vidnog polja kamere i da li je na temperaturi unutar raspona operativnih specifikacija kamere.
-
Korak 2: Napravite mjerenja
- Izložite kameru cilju kalibracije na različitim temperaturama. Morat ćete poduzeti više mjerenja pri svakoj temperaturi kako biste osigurali točnost.
- Zabilježite izlaz kamere (digitalni brojevi) za svako mjerenje zajedno s odgovarajućom temperaturom cilja kalibracije.
-
Korak 3: Stvorite krivulju kalibracije
- Pomoću snimljenih podataka možete stvoriti krivulju kalibracije koja povezuje izlaz kamere na stvarnu temperaturu. Ova krivulja je obično polinomna funkcija koja se može koristiti za pretvaranje digitalnih brojeva kamere u temperaturne vrijednosti.
- Krivulja kalibracije mora se povremeno ažurirati kako bi se obradovale promjene u izvedbi fotoaparata tijekom vremena.
-
Korak 4: Nanesite kalibraciju
- Jednom kada imate krivulju kalibracije, možete je primijeniti na svaku sliku koju snima kamera. Softver kamere će krivulju koristiti za pretvaranje digitalnih brojeva svakog piksela u temperaturne vrijednosti, omogućujući vam precizno mjerenje temperature objekata u sceni.
Savjeti za uspješno umjeravanje
Evo nekoliko savjeta koji će vam pomoći da postignete najbolje rezultate prilikom umjeravanja jezgara LWIR kamere:
-
Koristite visokokvalitetnu opremu
- Obavezno koristite visokokvalitetni crni hladnjak ili cilj kalibracije. Točnost vaše kalibracije ovisi o točnosti ovih referentnih izvora.
- Također, upotrijebite svjetlosnu kapu za osvjetljenje za snimanje tamnog okvira kako biste osigurali da ne propušta vanjsko infracrveno zračenje.
-
Kontrolirati okoliš
- Pokušajte izvesti kalibraciju u stabilnom okruženju s konstantnom temperaturom i vlagom. Promjene u okolišu mogu utjecati na performanse kamere i točnost kalibracije.
- Izbjegavajte umjeravanje kamere u blizini izvora elektromagnetskih smetnji ili drugih izvora buke.
-
Slijedite upute proizvođača
- Svaka jezgra kamere LWIR je različita, pa je važno slijediti upute proizvođača za umjeravanje. Proizvođač može imati posebne zahtjeve ili postupke koje trebate slijediti kako bi osigurali točnu kalibraciju.
Zaključak
Kalibraciranje jezgara LWIR kamere presudan je korak u dobivanju točnih i pouzdanih toplinskih slika. Izvođenjem korekcije neujednačenosti i radiometrijskom kalibracijom, možete poboljšati kvalitetu slike i precizno izmjeriti temperature. Ne zaboravite koristiti visokokvalitetnu opremu, kontrolirati okoliš i slijediti upute proizvođača za najbolje rezultate.
Ako ste na tržištu za visokokvalitetne jezgre LWIR kamere, pokrili smo vas. Provjerite naše640 jezgara toplinske kamere,,Modul toplinskog snimanja, iNeohlađena jezgra toplinskog snimanjaProizvodi. Uvijek smo rado pomoći u bilo kojem pitanju o kalibraciji ili našim proizvodima. Ako ste zainteresirani za kupnju naših jezgara LWIR kamere ili raspravljati o vašim specifičnim potrebama, nemojte se ustručavati da nam se obratite. Radujemo se što ćemo raditi s vama!
Reference
- "Priručnik za infracrvene i elektro-optičke sustave: Volumen III-Elektro-optički dizajn sustava", SPIE Press.
- "Termičko snimanje: principi, istraživanja i primjene", CRC Press.
