红外热成像约翰逊准则
基于约翰逊准则的机载光电侦察系统指标验证方法研究
定出场景中含有潜在 目标的区域
从背景中发现目标
察能力，在无人机、直升机和侦察飞机上得到了 广泛的应用。 电视和红外双载荷机载光电侦察系统，通 过获取目标的电视和红外图像，对目标进行观察 识别，其关键性能指标是对目标的探测和识别距 离。以往可见光图像侦察设备的外场试验往往采 用鉴别率靶的方法，即采用黑白条纹靶标作为目 标，通过图像鉴别率确定识别距离。随着红外热 成像仪在图像侦察领域上的应用，借鉴实验室测 量最小可分辨温差的靶标测量法，由于红外热像 仪性能受环境因素影响更多，实际目标的大小、 形状和背景特性对作用距离影响较大，特别是阳 光照射方向和温差分布导致识别距离与实际情况 差别十分明显，会导致作用距离测量结果不确 定，且测量结果与实际作战目标差异更大。
能认清目标并确定 它的类型
识别出目标属于 哪一类型
图1 目标获取的过程
（1）搜寻：搜寻（search）是利用器件显示或 肉眼视觉搜索含有潜在的目标的景物以定位捕获 目标的过程。①位置确定：位置确定（localize） 或定位是通过搜寻过程确定出目标的位置；②辨 别：辨别（discrimination）是指物体（目标）在被 观察者所察觉的细节量的基础上确定看得清的程 度。辨别的等级可分为探测、识别和确认。 （2）探测：探测（detection) 可分为纯探测 （pure detection）和辨别（discrimination detection） 两种。前者是在局部均匀的背景下察觉一个物 体。如感觉到在晴朗的天空中有一架飞机。而在 完成辨别探测时，需要认出某些外形或形状，以 便将军事目标从背景中的杂乱物体中区别出来。 （3）识别：识别（recognition）是能辨别出目 标属于哪一类别（如坦克、车辆或人）。 （4）确认：确认 (identification) 是能认出目 标，并能够清晰地确认其类型（如吉普车、卡 车）。
热成像汤姆逊法则
热成像汤姆逊法则
汤姆逊法则是一种利用热成像方法来检测材料失效的一种重要技术。
它的基本原理是在特
定的热源条件下对材料进行热反射，并根据一定的规则进行数据处理，从而可以检测材料
中的缺陷。
它的使用可以帮助气动制造商诊断的各种可能的产品故障，从而节省大量的成
本开支。
汤姆逊规则的基本操作是通过将偏离规定温度的物体暴露在热源中，根据反射出去的热量，将之与正常热源影像进行对比，以辨识出异常数据。
根据失效部位所造成的正常温度分布，可以更准确地识别出材料失效和产品问题所在。
汤姆逊法则可应用于任何类型的机械装置。
它也可以用于在某些材料组合中进行生物学检测，能够迅速诊断出材料的故障，为有毒化学物提供诊断性数据。
由于汤姆逊法则快速、准确，也比较灵活，能够更好地检测到各种材料的故障，及早发现
故障，防止更严重的破坏发生。
所以，这种热成像方法已经用于许多行业，从发电制造到
石油加工制造，汤姆逊法则都得到了广泛应用。
红外成像系统性能参数测试系统讲诉
红外成像系统性能参数测试系统摘要：经过近几十年的发展，红外成像系统经历数次变革，已经由最初的点源和线阵扫描型发展到现在的第三代红外焦平面凝视型系统，目前国外对红外成像系统实验室测试的性能参数多达十六七项。
本文对其最主要的信号传递函数（SITF）、噪声等效温差（NETD）和三维噪声模型、调制传递函数（MTF）、最小可分辨温差（MRTD）五个参数进行研究，阐述了它们的定义、物理意义和测量方法。
关键字：红外成像系统性能参数定义测量方法1 红外成像系统性能参数测试研究的意义基于光电图像的测量，是以图像的获取及其处理为手段，来确定被测对象的诸如空间、时间、温度、速度以及功能等等有关参数或者特性的一种测量方法。
把图像当作检测和传递的手段或载体加以利用，是一种建立在光学成像技术基础上并融入了计算机技术、光电子学数字图像处理技术以及光机电一体化的综合测量技术，其目的在于从图像中提取有用的信号。
由于其具有非接触、高灵敏度和高准确度等特点，在信息科学、生命科学、工农业生产和制造业、航空航天、国防军事、科学研究以及人们的日常生活等领域中得到了广泛应用，是当代先进测试技术之一[1]~[3]。
自然界中凡是温度高于绝对零度的物体，就会一直向外辐射能量。
通过探测并收集这些辐射能，再现物体的辐射起伏，进而显示出物体的特征信息，这样的成像系统就是红外成像系统。
红外成像系统利用景物本身各部分辐射的差异获取被测对象的细节，可以穿透烟、雾、霾以及雪等不利因素以及识别伪装，具有较强的抗干扰和全天时远距离观察目标的能力，这些特点使红外成像系统广泛应用于军事领域。
现代军事应用中，要求红外系统不仅具有高灵敏度、大视场、高空间分辨率、高帧频、适装性好的特点，为了适应恶劣的环境条件，还同时要求具有很好的结构稳定性和温度特性等。
传统的红外光学系统的结构形式有反射式、折射式和折反式，它们共同的特点是结构简单，这往往不能满足现代军用特殊条件下的高质量的成像要求，需要增加辅助器件，就使得结构变得复杂，更加促使了人们开发新型的结构[4]。
基于新型MRTD模型研究扫描型红外热像仪的视距
基于新型MRTD模型研究扫描型红外热像仪的视距张鹏;吴平;贾全涛;曾辉【摘要】This paper presents a method for predicting the minimum resolvable temperature difference (MRTD) of thermal imager based on the perceived threshold signal-to-noise ratio of the human visual system. According to the frequency spectrum theory and two-dimensional modulation transfer function of infrared thermal imaging system, combined with the concept of matched filter, the method describes the spatial frequency spectral function of 4 standard bars. After the 4 standard bars are modulated and transferred by the infrared thermal imaging system, the perceived signal-to-noise ratio of the human visual system can be researched by using the spatial frequency spectral function. A new MRTD model based on the perceived threshold signal-to-noise ratio of the human visual system was established. The visual range prediction of thermal imager was achieved based on the MRTD model and visual range model. Simulation results show that the predicted visual range agrees with the experimental data.%基于人眼视觉系统可感知的阈值信噪比,提出预测红外热像仪最小可分辨温差(MRTD)方法.该方法根据频谱理论和红外热成像系统的二维调制传递函数,并结合匹配滤波器的概念,描述4条带标准靶的空间频谱函数.利用此空间频谱函数研究了4条带标准靶经过红外热成像系统的调制传递之后人眼视觉系统的感知信噪比.基于人眼视觉系统可感知的阈值信噪比,建立一个新的MRTD模型.依据此MRTD模型和视距模型,实现红外热像仪视距的预测.仿真结果表明,该方法预测的视距与实验数据有很好的一致性.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2011(032)005【总页数】5页(P998-1002)【关键词】红外热成像系统;视距;最小可分辨温差;二维调制传递函数【作者】张鹏;吴平;贾全涛;曾辉【作者单位】南京航空航天大学理学院,江苏南京211100;南京航空航天大学理学院,江苏南京211100;南京航空航天大学理学院,江苏南京211100;南京航空航天大学理学院,江苏南京211100【正文语种】中文【中图分类】TN216引言目前，通常依据MRTD和约翰逊准则对红外热成像系统的视距进行评估［1］。
红外热像仪相关技术介绍 热像仪技术指标
红外热像仪相关技术介绍热像仪技术指标红外热像仪技术在产品质量掌控和监测、设备在线故障诊断、安全保护以及节省能源等方面发挥了正在发挥侧紧要作用。
近二十年来，非接触红外热像仪在技术上得到快速进展，性能不断提高，适用范围也不断扩大，红外热像仪市场占有率逐年增长。
比起接触式测温方法，红外热成像仪有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。
红外热像仪红外热成像仪已广泛应用于安全防范系统中，并成为安全监控系统中的明星。
由于具有隐匿探测功能，不需要可见光，可以使犯罪份子不知其工作地点和存在，进而产生错误判定，导致犯罪行为被发觉。
在某些紧要单位，例如：紧要的行政中心、银行金库、机要室、档案室、军事要地、监狱等，用红外热成像仪24小时监控；并随时对背景资料进行分析，一旦发觉变化，可以适时发出警报；并可以通过智能设备的处理，对有关情况进行自动处理，并随时将情况上报，取得进一步的处理看法。
1.各种电气装置：可发觉接头松动或接触不佳，不平衡负荷，过载，过热等隐患。
这些隐患可能造成的潜在影响是产生电弧、短路、烧毁、起火。
2.变压器：可以发觉的隐患有接头松动，套管过热，接触不佳（抽头变换器），过载，三相负载不平衡，冷却管堵塞不畅。
其影响为产生电弧、短路、烧毁、起火。
3.电动机、发电机：可以发觉的隐患是轴承温度过高，不平衡负载，绕组短路或开路，碳刷、滑环和集流环发热，过载过热，冷却管路堵塞。
其影响为有问题的轴承可以引起铁芯或绕组线圈的损坏；有毛病的碳刷可以损坏滑环和集流环，进而损坏绕组线圈。
还可能引起驱动目标的损坏。
4.电气设备维护和修理检查，屋顶查漏，节能检测，环保检查，安全防盗，森林防火，无损探伤，质量掌控，医疗检查等等也很有效益。
在科研领域紧要应用包括：汽车讨论进展－射出成型、模温掌控、剎车盘、引擎活塞、电子电路设计、烤漆；电机、电子业－印制电路板热分布设计、产品牢靠性测试、电子零组件温度测试、笔记本电脑散热测试、微小零组件测试；引擎燃烧试验风洞试验；目标物特征分析；复合材料检测；建筑物隔热、受潮检测；热传导讨论；动植物生态讨论；模具铸造温度测量；金属熔焊讨论；地表/海洋热分布讨论等。
光电成像原理与技术答案
光电成像原理与技术答案【篇一：光电成像原理与技术总复习】t>一、重要术语光电成像技术、像管、变像管、像增强器、摄像管（器）、明适（响）应、暗适（响）应、人眼的绝对视觉阈、人眼的阈值对比度、人眼的光谱灵敏度（光谱光视效率）、人眼的分辨率、图像的信噪比、凝视、凝视中心、瞥见时间、瞥见孔径、辐射度量、辐射功率、辐射强度、辐亮度、辐照度、辐射出照度、光度量、光能、光能密度、光通量、光亮度、光出射度，照度，发光强度，光亮度；坎（凯）德拉、流明、勒克司、视见函数、朗伯辐射体、气溶胶粒子、云、雾、霾、霭、大气消光、大气散射、大气吸收、大气能见度（能见距离）、大气透明度、电子透镜、光电子图像、亮度增益、等效背景照度、畸变、像管分辨力（率）、正（负）电子亲（素）和势、负电子亲和势、光电发射的极限、电流密度、mcp的饱和电流密度、荧光、磷光、表面态、微光夜视仪、照明系统的光强分布、成像系统的极限分辨力、选通技术、靶、惰性（上升惰性、衰减惰性）、摄像管的分辨力、动态范围、靶网、居里温度、热释电靶的单畴化、ccd的开启电压、ccd的转移效率、界面态“胖0”工作模式、光注入、电注入。
二、几个重要的效应1. 光电转换效应（内/外）2. 热释电能转换效率（应）3. 三环效应4. mcp的电阻效应/充电效应三、几个重要定律1. 朗伯余弦2. 基尔霍夫3. 黑体辐射（共4个）4. 波盖尔15. 斯托列托夫6. 爱因斯坦四、重要结构及其工作原理、特点1. 直视型光电成像器件的基本结构、工作原理2. 非直视型（电视型）光电成像器件的基本结构、工作原理3. 人眼的结构及其图像形成过程4. 大气层的基本构成、结构特点5. 像管的结构及其成像的物理过程6. 光阴极实现辐射图像光电转换的物理过程（光电发射过程）7. 电子光学系统的基本结构及其成像过程8. 荧光屏的结构及其发光过程9. 光谱纤维面板的结构及其成像原理10. 微通道板（mcp的结构及其电子图像的倍增原理）11. 主动红外成像系统结构及其成像过程12. 夜视成像系统结构及其成像过程13. 摄像管的结构及其工作原理14. 光电导摄像管的结构及其工作原理15. 热释电摄像管的结构及其工作原理16. 电子枪的结构及其工作原理17. mos电容器的结构及其电荷存储原理、18. ccd的结构及其电荷传输原理19. 埋沟ccd（bccd）的结构及其工作原理220. 线阵ccd的结构及其成像原理五、关键器件、系统的性能参数1. 表征光电成像器件的性能参数2. 大气辐射传输过程中，影响光电成像系统的因素3. 表征像管的性能参数4. 表征mcp的性能参数5. 微光成像系统的性能影响因素6. 摄像管的主要性能参数7. 热释电靶的主要性能参数8. 表征ccd的物理性能参数六、其他1. 辐射源的辐射能量所集中的波段2. mcp的自饱和特性3. 像管的直流高压电源的要求4. 受激辐射可见光的条件5. 计算第三章、第四章题型及分值分布：1. 术语解释（15分）2. 选择题（20分）3. 简述题（35分）4. 计算题（30分）各章习题：3第一章（29页）：4、5、6、7第二章（53页）：6、9第三章（84页）：2、3、8、9、13、14第四章（106页）：1、6第五章（209页）：1、3、4、8、10第六章（244页）：1、3、5、24、26第七章（295页）：1、2、5、6、7、10、12、16、18第八章（366页）：1、2、4、6、7整理by:??/???4【篇二：《光电成像原理与技术》教学大纲】英文名称：principle and technology of photoelectric imaging学分：3.5 学时：56(理论学时：56)先修课程：半导体物理、电动力学、应用光学、物理光学一、目的与任务本课程为电子科学与技术专业（光电子方向）的专业教育必修课程。
约翰逊准则识别概率
约翰逊准则识别概率约翰逊准则是一种常用的概率判别法，用于识别信号和噪声。
它是一种基于统计学的方法，可以在有限的数据样本中确定信号和噪声的分布，从而进行分类。
在实际应用中，约翰逊准则广泛用于电子通信、信号处理、模式识别和机器学习等领域。
我们需要了解什么是信号和噪声。
信号是指我们感兴趣的信息，而噪声是指干扰信号的不相关信息。
在实际应用中，信号和噪声通常是同时存在的，因此我们需要一种方法来区分它们。
约翰逊准则基于正态分布假设，假设信号和噪声都服从正态分布。
根据这个假设，我们可以通过均值和方差来描述信号和噪声的分布。
具体来说，我们可以计算信号和噪声的均值和方差，并根据它们的差异来判断信号和噪声的分布是否有重叠。
如果它们的分布有重叠，就说明信号和噪声很难区分。
具体来说，约翰逊准则定义了一个判别因子D，用于判断信号和噪声的分布是否有重叠。
判别因子D的计算公式如下：D=(μs-μn)/√(σs²+σn²)其中，μs和σs²分别是信号的均值和方差，μn和σn²分别是噪声的均值和方差。
如果D>δ，就判定为信号，否则为噪声。
δ是一个阈值，是由实验确定的。
需要注意的是，约翰逊准则只适用于正态分布的情况。
如果信号和噪声的分布不是正态分布，就需要采用其他的方法进行分类。
约翰逊准则也有一些局限性。
首先，它假设信号和噪声的均值和方差是已知的，但在实际应用中，它们通常是未知的。
其次，它只能用于二元分类问题，不能处理多类别分类问题。
最后，它对噪声的分布假设比较苛刻，如果噪声的分布不满足正态分布假设，就难以正确分类。
约翰逊准则是一种常用的概率判别法，可以用于识别信号和噪声。
它基于正态分布假设，通过计算均值和方差来区分信号和噪声。
但它也有一些局限性，需要在实际应用中谨慎使用。
红外热成像检测技术(3.3~3.5)资料
T为被测目标温度；
()是被测目标的光谱发射率； a()是大气透过率； R()是热像仪的总光谱响应。
高精度的温度控制 器可以成功抑制由 于温度微小变化而 引起的工作波动。
红
目标物体发
外
出红外辐射
光
学
系
统
温控器
非 致
温度参考 信号
均质体反射法（单面法）
均质体透射法（双面法） 22
若试样内部存在缺陷时，就会在试样有缺陷区和无缺陷区形成温差。
当物体内部含有导热性缺陷时，反射法试样表面就会出现温度较低 的局部冷区；透射法出现局部热区。
非均质体反射法（单面法）
非均质体透射法（双面法）
23
冷
焦
A/D转
平
换器
面
阵
列
逻辑时 序控制
非制冷红外成像框图
用户界面
Video视频
数
模拟输出
字
信
号
处
理
器
USB接口数
字输出
2.检测方式
（1）主动检测（有源检测） 采用某种加热方式来激励内部缺陷，使
试件表面形成反映这些缺陷存在的温差，采 用热像仪进行红外热成像实现对物体缺陷的 检测，这种检测形式称为主动式红外无损检 测。
目标物体发
外
冷
字
出红外辐射
光
焦
A/D转
信
学
平
换器
号
系
面
处
统
阵
理
列
器
USB接口数
逻辑时
字输出
序控制
非制冷红外成像框图
目标探测识别约翰逊准则 -回复
目标探测识别约翰逊准则-回复什么是目标探测识别？目标探测识别（Target Detection and Recognition）是一种重要的遥感应用技术，旨在从遥感图像中自动识别和提取出特定区域的目标。
目标可以是地面建筑物、道路、森林、岛屿、河流、冰雪、农田等自然和人工构成的区域。
目标探测识别技术广泛应用于军事、环境、城市规划、农业等领域，其核心是利用遥感图像的信息和特征，实现目标的自动化识别、分类和定位。
在目标探测识别中，约翰逊准则是常用的评价标准之一。
什么是约翰逊准则？约翰逊准则（Johnson’s Criteria）是介于目标检测的信噪比和人眼视觉特性之间的一种经验公式，它描述了当目标的信噪比大于某个临界值时，人类视觉系统才能够跟踪目标，从而实现目标的探测和识别。
约翰逊准则的公式为：S/N≥K其中，S/N为信噪比，K为临界常数，其值取决于目标特性和观测条件等因素。
约翰逊准则的物理意义是什么？约翰逊准则的物理意义是指当目标的信噪比达到一定阈值以上时，人类视觉系统才能够确信探测到目标，从而实现目标的识别和定位。
这个阈值就是约翰逊准则中的临界常数K。
当信噪比越大，目标越容易被探测和识别，而当信噪比越小，目标就越难以被探测和识别。
因此，约翰逊准则是一种衡量目标探测性能和目标识别能力的重要标准之一。
如何应用约翰逊准则进行目标探测识别？为了实现目标探测识别，我们需要采集遥感图像，并根据图像的特征和目标的特性进行信噪比的计算。
具体步骤如下：1.采集遥感图像在进行目标探测识别之前，我们需要先获取目标所在区域的遥感图像。
遥感图像通常采用空间分辨率高、时间分辨率短、光谱分辨率宽的高分辨率多光谱遥感影像，包括卫星影像、航空影像和无人机影像等。
2.计算信噪比在获取遥感图像后，我们需要根据信号强度和噪声强度计算信噪比。
信号强度通常指目标的辐射灰度值，而噪声强度通常是指遥感图像的背景噪声。
信号强度和噪声强度可以通过灰度直方图分析或小波分析等方法进行计算。
红外热成像检测标准
红外热成像检测标准红外热成像技术是一种通过检测目标表面发出的红外辐射来获取目标表面温度分布的无损检测方法。
它具有快速、高效、非接触、全天候等优点，在工业、医疗、建筑等领域得到了广泛应用。
然而，由于红外热成像技术的特殊性，其检测标准显得尤为重要。
首先，红外热成像检测标准应包括设备标准和操作标准两个方面。
设备标准主要涉及红外热成像仪器的性能指标、精度要求、环境适应能力等方面，以确保设备能够准确、可靠地获取目标表面的温度信息。
操作标准则包括设备的使用方法、环境要求、人员培训等内容，以保证检测人员能够正确、安全地进行红外热成像检测。
其次，红外热成像检测标准还应考虑到不同行业、不同应用领域的特殊要求。
以工业领域为例，红外热成像技术常用于设备运行状态监测、故障诊断、热工艺过程控制等方面，因此其检测标准需要考虑到工业生产现场的复杂环境、高温、高压等特点，确保检测结果的准确性和可靠性。
此外，红外热成像检测标准还应与相关国际标准和行业标准保持一致。
目前，国际上已经有了一些针对红外热成像技术的标准，如ISO 6789《红外热成像仪器和设备》、GB/T 19215.1-2003《红外热成像仪一般技术要求》等，我国也正在积极参与国际标准的制定和修订工作，以推动红外热成像技术的国际标准化进程。
最后，红外热成像检测标准的制定应注重实际应用和技术创新。
随着红外热成像技术的不断发展，新的应用领域和新的技术手段不断涌现，因此检测标准也需要不断进行修订和完善，以适应新的应用需求和技术发展。
总之，红外热成像检测标准的制定对于推动红外热成像技术的发展和应用具有重要意义。
只有建立科学、严格的检测标准体系，才能确保红外热成像技术在各个领域得到规范、安全、高效地应用，为人们的生产生活带来更多的便利和安全保障。
红外热成像技术
红外热成像技术在采矿设备维护中的应用红外热成像技术在采矿设备维护中的应用发热常常是设备损坏或功能故障的早期征兆，这使它成为在预测性维护 (PDM) 计划中所监视的一个关键性能参数。
进行红外热像预测性维护的技术人员定期对关键设备的温度进行检查，从而可以随时间跟踪设备的运行状况，并快速发现异常读数以便进一步检查。
通过监视设备性能并在需要时安排维护，可降低因设备故障而发生的非计划性停产的可能性，减少维护费用和设备维修的成本，延长设备资产的寿命，并最大限度地提高维护效果和生产能力。
一、 红外热像技术原理红外热像技术原理1800年英国的天文学家William Herschel 用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。
他发现，当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。
反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。
自然界任何物体，只要温度高于绝对零度(-273.15 C ˚)，就会以电磁辐射的形式在非常宽的波长范围内发射能量，产生电磁波(辐射能)。
红外线在大气中穿透比较好的波段，通常称为 “大气窗口”。
红外热成像检测技术，就是利用了所谓的“大气窗口”。
短波窗口在1~5μm之间，而长波窗口则是在8~14μm之间。
近红外近红外 中红外中红外中红外 远红外远红外远红外 每单位波长和波谱区域的辐射量——光波辐射量(W/m 2x µm)透射率 波长普朗克定律普朗克定律从普朗克定律可以得知，物体的温度越高，其辐射得峰值能量就越偏向短波方向，故红外热像仪，特别是用以建筑检测得红外热像仪，其工作波段通常在8-14μm的长波波段，建筑用红外检测的温度范围一般在-20-100℃范围内。
红外热像仪是一种新型的光电探测设备，可将被测目标表面的热信息瞬间可视化，快速定位故障，并且在专业的分析软件的帮助下，可进行分析，完成建筑节能、安全检测和电气预防性维护工作。
基于NVThermIP模型的红外成像性能评估
- 1 -０ 引言红外成像系统广泛应用于侦察、跟踪、预警和对抗等领域[1-3]，以约翰逊准则（Johnson 准则）为基础的最小可分辨温差模型（MRTD 模型）是应用最为广泛的性能评估模型。
Johnson 准则仅考虑最高空间频率，忽略了眼睛对比度阈值的限制，对于焦平面探测器和数字图像处理的系统性能不能很好的评估。
针对Johnson 准则的不足，出现了以目标任务性能准则（TTP 准则）为基础的NVThermIP 目标获取性能模型。
TTP 准则优于Johnson 准则主要表现为3个方面[1，3]。
1）采用目标对比度超过人眼CTF 空间频率的加权积分代替Johnson 准则的极限空间频率。
2）采用Barton 模型代替只有低通特性的人眼模型。
3）采用对成像系统性能具有更好预测性的全新周期准则V50。
该文开展以TTP 准则为理论基础的NVThermIP 目标获取性能模型的建模和仿真实现。
１ ＮＶＴｈｅｒｍＩＰ模型NVThermIP 模型引入基于新的周期靶板的目标任务准则（TTP 准则），红外成像系统性能评估更加准确可靠。
１．１ ＮＶＴｈｅｒｍＩＰ基本思想NVThermIP 模型思想是利用系统对比度阈值函数（CTFsys）代替 MRTD 函数，采用目标对比度超过人眼CTF 的空间频率加权积分代替 Johnson 准则中的极限空间频率。
采用具有带通特性的Barton 人眼模型，与实际的人眼视觉特性更加匹配。
采用全新的周期准则V50代替N50，进一步完善系统目标获取性能和视觉感知图像质量的关系[2-4]。
图1为实现性能评价模型的目标传递概率函数的过程[3-5]。
１．２ ＴＴＰ准则TTP 准则数学表达式，如公式（1）所示。
high lowTTP（1）式中：C tgt 为目标表现对比度，CTF sys 为系统的对比度阈值函数，ξhigh 和ξlow 为空间频率上下限。
目标背景的对比度采用辐射对比度[2]，具体数学表达式，如公式（2）所示。
复杂大气条件下红外系统作用距离的估算
无人侦察机红外辐射特性测试与视距估算
第37卷，增刊红外与激光工程2008年6月V ol.37SupplementInfrared and Laser EngineeringJun.2008收稿日期：2008-03-25基金项目：国防预研支持项目作者简介：王军（6），男，江苏沛县人，高级工程师，主要从事军用目标光学特性及仿真评估技术研究。
：x 5j @63无人侦察机红外辐射特性测试与视距估算王军，高教波，胡煜（中国兵器工业集团公司第二○五研究所，陕西西安710065）摘要：采用长波测温热像仪及光谱辐射计，测试研究了某型短程固定翼无人侦察机的红外辐射特性，给出了其静、动态光谱辐射特性及热场分布特征结果。
根据约翰逊准则的判据，并采用坐标变换方法，将目标/背景温差曲线与MRTD 曲线在同一坐标系中进行变换与数据拟合，求得某一典型气象条件下无人侦察机的被探测/识别距离。
简要介绍了无人侦察机红外隐身的可能途径。
试验数据为其隐身性能的改进设计提供了重要依据。
关键词：无人侦察机；红外辐射；热成像；红外隐身；视距中图分类号：TN219文献标识码：A文章编号：1007-2276(2008)增(红外)-0504-06Infrared r adiation characteristic measuring and visual r ange predictionof reconnaissance unmanned aerial vehicleWANG Jun ，GAO Jiao-bo ，HU Y u（205R esearch Institute,China Ordnance Industries Corporati on,Xi ′an 710065,China ）Abstr act ：Infrared radiation characteristic of a kind of short-range reconnaissance unmanned aerialvehicle （UA V ）with fixed wing is measured using a long-wave thermovision system and spectroradiometer,its spectrometric characteristic and thermal field distribution characteristic on the static state and flying state is presented respectively .Based on Johnson criterion,the target/background temperature difference curve and MRTD curve is transformed and framed in a same system of coordinate with a coordinate transformation .The detecting and recognition distance of UA V under a typical weather condition is obtained.The paper presents the methods of infrared stealth of UA V .The results tested and the data analyzed in the pa per provides important accordance for optimization of infrared stealth characteristic for the future.Key wor ds ：Reconnaissance unmanned aerial vehicle （UA V ）；Infrared radiation ；Therm al im a ge ；Infrared stealth ；Visual range0引言无人侦察机是装备部队及实战应用最多的无人机种，已成为当今无人机发展的一个重点领域。
热成像约翰逊法则
热成像约翰逊法则
热成像约翰逊法则是一个经验定律，描述了导体中的电流密度与导体尺寸、电阻率以及温度之间的关系。
根据热成像约翰逊法则，一个导体内的电流密度与导体长度、横截面积以及温度差成正比。
具体表达式如下：
J = σ * ΔT / L
其中，J是电流密度，单位为安培/米（A/m），σ是物质的电
导率，单位为西门子/米（S/m），ΔT是导体两端的温度差，
单位为摄氏度（℃），L是导体的长度，单位为米（m）。
根据热成像约翰逊法则，导体的长度越长，电流密度越低；导体的横截面积越大，电流密度越高；导体的电阻率越低，电流密度越高；导体的温度差越大，电流密度越高。
热成像约翰逊法则在电子学、电力系统和材料科学等领域中有广泛的应用。
它可以用于计算导体中的电流分布，评估导体的热稳定性，以及设计和优化电器元件和电路的尺寸和材料选用。
红外热成像约翰逊准则
红外热像仪探测距离_约翰逊准则德图仪器小编在前面已经给大家做了近百篇红外热像仪技术文章，相信大家也对红外热像仪知识有所了解，今天，再给大家介绍下红外热像仪探测距离及约翰逊准则，希望能加深大家对红外热像仪的认知。
红外热像仪探测距离：在自然界中一切温度高于绝对零度(-273.16摄氏度)的物体都不断地辐射着红外线，这种现象称为热辐射。
红外线是一种人眼不可见的光波，无论白天黑夜，物体都会辐射红外线。
红外热像仪就是把这些人眼不可见的热辐射转变为人眼可见的热像图。
由于红外热像仪只是被动地接收目标的热辐射，因此具有隐蔽性好等特点。
被动式红外热像仪一般工作在3—5μm和8—14μm这两个波段，相对于可见光和近红外而言，其波长比较长，穿透雨、雪、雾、烟尘等能力强，因此在国防、警用、安防等领域红外热像仪是一个非常有效的设备。
但用户购买热像仪常常会问一个问题：热像仪能看多远。
这是一个特别重要的问题，但又是很难说清楚的问题。
比如说，我们热像仪能看到146×106公里外的太阳，但不能说热像仪的探测距离能达到146×106公里。
但这探测距离又是必须说清楚的一个问题，因为客户买热像仪是用来探测、监控目标的。
约翰逊准则：探测距离是一个主观因素和客观因素综合作用的结果。
主观因素跟观察者的视觉心理、经验等因素有关。
要回答“热像仪能看多远”，必须先弄清楚“什么叫看清楚”，如探测一个目标，甲认为看清楚了，但乙可能就认为没看清楚，因此必须有一个客观统一的评价标准。
国外在这方面做了大量的工作，约翰逊根据实验把目标的探测问题与等效条纹探测联系起来。
许多研究表明，有可能在不考虑目标本质和图像缺陷的情况下，用目标等效条纹的分辨力来确定红外热像仪成像系统对目标的识别能力，这就是约翰逊准则。
目标的等效条纹是一组黑白间隔相等的条纹图案，其总高度为目标的临界尺寸，条纹长度为目标为垂直于临界尺寸方向的横跨目标的尺寸。
等效条纹图案的分辨力为目标临界尺寸中所包含的可分辨的条纹数，也就是目标在探测器上成的像占的像素数。
红外热成像检测技术
无损检测技术基础
双行结构
转移栅
不透光的电荷转移机构
不透光的电荷转移机构
光积分区 输出
19
无损检测技术基础
面阵CCD
帧转移面阵CCD
隔行转移面阵CCD
20
无损检测技术基础
21
无损检测技术基础 （3）信息处理技术
原始热图序列
一阶微分热图序列
22
无损检测技术基础
红外热成像检测技术
1、基础知识 2、检测原理 3、关键技术 4、应用举例 5、研究进展和热点
23
无损检测技术基础
4、应用举例
无损检测技术基础 应用举例1——车轮表面缺陷检测
无损检测技术基础 应用举例2——受电弓滑板缺陷检测
无损检测技术基础 应用举例3——航空航天设施缺陷检测
27
无损检测技术基础 应用举例3——航空航天设施缺陷检测
28
无损检测技术基础 应用举例4——混凝土裂纹检测
3、关键技术
（1）热激励方法
脉冲热像红外技术（PT） 锁相红外热像技术（LT） 脉冲相位热像技术（PPT）
15
无损检测技术基础 （2）热成像技术
16
无损检测技术基础 红外热象仪——固体成像器件CCD
输入二极管 1 2 3
金属Al电极
n
SiO（2 120nm）
P型Si衬底
输出二极管
n
17
无损检测技术基础
红外热成像检测技术
1、基础知识 2、检测原理 3、关键技术 4、应用举例 5、研究进展和热点
无损检பைடு நூலகம்技术基础
1、基础知识
1.1 红外线的发现 1800年，英国天文学家赫谢
耳(Herschel)在研究太阳七色光 的热效应时发现了红外线。
红外测温的原则（一）
红外测温的原则（一）外文翻译红外测温的原则红外线测温对于确定一个精确的*系统是一个重要前。
不幸的是，许多用户不愿意花时间去了解基本的指南，因而否认非接触测温能够实现精确测温。
理论和本质温度测量可以分为两累：接触测温和非接触测温。
热电耦和温度计经常应用于温度检测。
他们在测量温度的时候必须选择一个相对较低的温度作为参考温度，他们的价格很低。
非接触传感器靠测量目标发出的红外线的能量来确定被册物体的温度，它的响应速度快，经常用来测量运动的，不连续的，真空条件下的物体的温度，并能够在比较恶劣的条件下测温。
但是相对接触测温仪来说，它的价格较高。
1666年艾萨克・牛顿先生发现了红外辐*，他从穿过棱镜能产生七*光的阳光中提取出了电磁能。
1800年，牛顿开始研究其它颜*的光的能量。
但是他没有发现非可见光的能量。
20是世纪前期Planck,Stefan,Boltzmann,Wien和Kirchhoff进一步研究，终于发现了红外线的辐*能。
通过这次研究，人们可以通过黑体单位面积的功率曲线来定义红外线的能量。
黑体单位面积的功率的概念是红外测温的基础。
有期限的放**使物理定律出现了一定的变化。
放*形是在同一温度非黑体*线与黑体*线的比率。
由能量守衡定律可知，*线的传输系数，反*系数以及放*系数之和等于1。
即tl+rl+al=1。
发**等于吸收*。
设El=al则El=1-tl-rl。
这个发**系数与Planck提出的作为可变物相对波长表面的特征描述的等式相符。
多数被测物体是不透明的，放**系数可以简化为：El=1-rl。
也有一些例外的材料，如：玻璃，硅以及塑料，但是通过一定的过滤，也能在他们的不透明红外区对他们进行测量。
这种测量方法有很多要注意的地方，主要有以下几点：红外传感器实质上是*盲；如果目标是视觉上反**的，要注意，实际测量的是放*能和反*能的和；如果被测物体是透明的，要注意红外线的过滤。
90％的温度测量，是不需要测量物体的绝对温度的。
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红外热像仪探测距离_约翰逊准则
德图仪器小编在前面已经给大家做了近百篇红外热像仪技术文章，相信大家也对红外热像仪知识有所了解，今天，再给大家介绍下红外热像仪探测距离及约翰逊准则，希望能加深大家对红外热像仪的认知。
红外热像仪探测距离：
在自然界中一切温度高于绝对零度摄氏度)的物体都不断地辐射着红外线，这种现象称为热辐射。
红外线是一种人眼不可见的光波，无论白天黑夜，物体都会辐射红外线。
红外热像仪就是把这些人眼不可见的热辐射转变为人眼可见的热像图。
由于红外热像仪只是被动地接收目标的热辐射，因此具有隐蔽性好等特点。
被动式红外热像仪一般工作在3—5μm和8—14μm这两个波段，相对于可见光和近红外而言，其波长比较长，穿透雨、雪、雾、烟尘等能力强，因此在国防、警用、安防等领域红外热像仪是一个非常有效的设备。
但用户购买热像仪常常会问一个问题：热像仪能看多远。
这是一个特别重要的问题，但又是很难说清楚的问题。
比如说，我们热像仪能看到146×106公里外的太阳，但不能说热像仪的探测距离能达到146×106公里。
但这探测距离又是必须说清楚的一个问题，因为客户买热像仪是用来探测、监控目标的。
约翰逊准则：
探测距离是一个主观因素和客观因素综合作用的结果。
主观因素跟观察者的视觉心理、经验等因素有关。
要回答“热像仪能看多远”，必须先弄清楚“什么叫看清楚”，如探测一
个目标，甲认为看清楚了，但乙可能就认为没看清楚，因此必须有一个客观统一的评价标准。
国外在这方面做了大量的工作，约翰逊根据实验把目标的探测问题与等效条纹探测联系起来。
许多研究表明，有可能在不考虑目标本质和图像缺陷的情况下，用目标等效条纹的分辨力来确定红外热像仪成像系统对目标的识别能力，这就是约翰逊准则。
目标的等效条纹是一组黑白间隔相等的条纹图案，其总高度为目标的临界尺寸，条纹长度为目标为垂直于临界尺寸方向的横跨目标的尺寸。
等效条纹图案的分辨力为目标临界尺寸中所包含的可分辨的条纹数，也就是目标在探测器上成的像占的像素数。
目标探测可分为探测(发现)、识别和辨认三个等级。
探测
探测定义为：在视场内发现一个目标。
这时目标所成的像在临界尺寸方向上必须占到个像素以上。
识别
识别定义为：可将目标分类，即可识别出目标是坦克、卡车或者人等。
这是目标所成的像在临界尺寸方向上必须占到6个像素以上。
辨认
辨认的定义为：可区分开目标的型号及其它特征，如分辨出敌我。
这是目标所成的像在临界尺寸方向上必须占到12个像素以上。
以上都是在概率50%，也就是刚好能发现目标，以及目标与背景的对比度为1的条件下所得到的数据，从上面的约翰逊准则可以看出，一套热像仪能看多远，是由目标尺寸、镜头焦距、探测器性能等因素决定的。
三、决定探测距离的因素
1、镜头焦距
决定热像仪的探测距离的最重要的因素就是镜头焦距。
镜头焦距直接决定了目标所成的像的大小，也就是在焦平面上占几个像素。
通常这是用空间分辨率（IFOV）来表示，它表示每个像素在物空间所张开的角度，也就是系统所能分辨的最小角度，一般由像元尺寸（d）与焦距（f）的比值得出，即IFOV＝d/f。
每个目标在焦平面所成的像占几个像素，可由目标尺寸、目标与热像仪的距离、空间分辨率（IFOV）计算得出。
目标尺寸（D）和目标与热像仪的距离（L）的比值为目标的张角，再与IFOV相除得到像占用像素点的数量，即n＝(D/L)/IFOV=(Df)/(Ld)。
从中可以看到，焦距越大，目标像所占用的像素点越多，根据约翰逊准则可知，其探测距离更远。
但另一方面，焦距越大，视场角越小，同时成本也更高。
这里举个例子。
热像仪焦平面的像元尺寸为38μm，配100mm焦距镜头，则空间分辨率IFOV为。
观察1公里远的大小为的目标，则目标所张开的角度为，目标所成的像占用＝6个像素。
根据约翰逊准则可知，达到识别水平。
2、探测器性能
镜头焦距是从理论上决定了热像仪的探测距离，在实际应用中起着重要作用的另一因素是探测器性能。
镜头焦距只是决定了所成像的大小，占用像素点的数量，探测器性能则决定图像质量，如模糊程度，信噪比等。
探测器性能可从像元尺寸、热灵敏度、信号处理等方面来分析。
像元尺寸越小，则空间分辨率（IFOV）越小，从前面的讨论可看出，其探测距离越大。
一个典型例子是，FLIR非制冷热像仪的Photon 320的像元尺寸是38μm，Photon 640的像元尺寸为25μm，如果都配100mm镜头，观察的目标，按照约翰逊准则，其识别距离分别为1公里、公里。
探测器的热灵敏度和信号处理决定了图像的清晰度。
如果探测器的热灵敏度和信号处理能力不好的话，则所成的像只是一个模糊的热像，也就无法识别。
因此，一些探测器的热灵敏度不高的话，则采取加大镜头口径的方法来提高图像效果，这不但增加了成本，而且也增加了使用上的不方便。
美国FLIR的Photon系列，使用的镜头F数一般可降低到～，也就是口径可做得特别小。
3、大气环境
虽然热辐射对大气的穿透能力比可见光强，但大气吸收、散射等对热像仪成像还是有一定的影响，特别是大雾和大雨的天气环境，从而影响到了热像仪的探测距离。
综上所述，一个热像仪能“看多远”是一个很难说清楚的问题，它受到几个方面的影响，它是探测器、镜头、目标、大气环境等客观因素及人的主观因素共同影响的结果。
下图是FLIR的非制冷热像仪Photon 320探测距离效果图，其像元尺寸为38 μm，像素为320*240，配50mm焦距镜头。
n＝(D/L)/IFOV=(Df)/(Ld)
目标尺寸（D）*
焦距（f）
= -----------------------------------------目标与热像仪的距离（L）*
像元尺寸（d）。