Comment fonctionne la vision nocturne en utilisant des techniques à faible lumière et de l'imagerie infrarouge

Fonctionnement: Cette méthode de vision nocturne amplifie la lumière disponible pour obtenir une meilleure vision. Un objectif concentre la lumière (photons) sur la photocathode d'un intensificateur d'image. L'énergie lumineuse provoque les électrons à être libéré de la cathode qui sont accélérés par un champ électrique pour augmenter leur vitesse (niveau d'énergie). Ces électrons pénètrent dans des trous dans une plaque à microcanaux et rebondissent sur les murs revêtus spécialement internes qui génèrent plus d'électrons que les électrons rebondissent à travers. Cela crée une plus dense « nuage » d'électrons représentant une version renforcée de l'image originale.







La dernière étape de l'intensificateur d'image implique des électrons frapper un écran de phosphore. L'énergie des électrons rend la lueur de phosphore. La lumière visible montre la vue souhaitée à l'utilisateur ou à un appareil photographique ou le périphérique relié vidéo. Un phosphore vert est utilisé dans ces applications parce que l'œil humain peut distinguer plusieurs nuances de vert que toute autre couleur, ce qui permet une plus grande différenciation des objets dans l'image.

Toutes les intensificateurs d'image fonctionnent de la façon ci-dessus. différences technologiques au cours des 40 dernières années ont entraîné une amélioration substantielle de la performance de ces appareils. Les différents paradigmes de la technologie ont été généralement identifiés par des générations distinctes de intensificateurs d'image. systèmes de caméras intègrent généralement un Intensification des intensificateur d'image pour créer une image plus claire de la scène basse lumière qui est ensuite vu par une caméra traditionnelle.

Un autre procédé pour améliorer la sensibilité d'une caméra CCD consiste à effectuer la moyenne pour réduire le bruit soit temporellement (où des trames vidéo successives sont moyennées) ou dans l'espace (où les pixels voisins sont « Regroupé par casiers » ou ajoutés ensemble).

Différent des méthodes d'imagerie à faible lumière de la vision nocturne (qui nécessitent un peu de lumière ambiante afin de produire une image), les méthodes thermiques de vision de nuit ne nécessitent pas de lumière ambiante du tout. Ils fonctionnent sur le principe que tous les objets émettent de l'énergie infrarouge en fonction de leur température. En général, plus la température d'un objet est, plus le rayonnement qu'il émet. Un imageur thermique est un produit qui collecte le rayonnement infrarouge à partir d'objets dans la scène et crée une image électronique. Comme ils ne reposent pas sur la lumière ambiante réfléchie, imageurs thermiques sont entièrement ambiante au niveau de lumière indépendante. De plus, ils sont aussi capables de pénétrer obscurcissant tels que la fumée, le brouillard et la brume. Il existe deux types de détecteurs d'imagerie thermique: refroidi et non refroidi. Les caméras infrarouges de détection nécessitent un refroidissement cryogénique refroidi à des températures très basses (inférieures à 200K). caméras infrarouges détecteurs non refroidis sont normalement soit la température stabilisée (à température ambiante) ou entièrement stabilisé.

Les images thermiques sont généralement en noir et blanc dans la nature, où les objets noirs sont des objets froids et blancs sont chauds. Certaines caméras thermiques montrent des images en couleur. Cette fausse couleur est une excellente façon de distinguer entre les objets mieux à des températures différentes.

Comment fonctionne la vision nocturne en utilisant des techniques à faible lumière et de l'imagerie infrarouge
-Détecteur refroidi Caméras infrarouges







Fonctionnement: détecteurs infrarouges refroidis sont généralement logés dans un boîtier scellé sous vide et refroidi par cryogénie. Les modèles de détecteurs sont semblables à d'autres détecteurs d'imagerie les plus courants et matériaux semi-conducteurs d'utilisation. Cependant, il est l'effet de l'énergie infrarouge absorbée qui provoque des changements au détecteur concentrations de support qui à leur tour affectent les propriétés électriques du détecteur. Le refroidissement des détecteurs (typiquement à des températures inférieures à 110 K, une valeur bien inférieure à la température d'objets étant détectée) augmente considérablement leur sensibilité. Sans refroidissement, les détecteurs seraient inondés par leur propre rayonnement.

Les matériaux utilisés pour la détection infrarouge comprennent une large gamme de dispositifs semi-conducteurs de fente étroite, où le tellurure de cadmium de mercure (HgCdTe) et l'antimoniure d'indium (InSb) sont les plus communs.

Fonctionnement: A la différence du détecteur refroidi cryogéniquement décrits ci-dessus, les détecteurs infrarouges non refroidis fonctionnent à ou près de la température ambiante au lieu d'être refroidis à des températures extrêmement basses par des refroidisseurs cryogéniques encombrants et coûteux. Lorsque le rayonnement infrarouge des scènes de nuit sont focalisés sur des détecteurs non refroidis, la chaleur absorbée provoque des changements aux propriétés électriques du matériau détecteur. Ces changements sont ensuite comparées aux valeurs de référence et une image thermique est créé. En dépit de moindre qualité d'image que les détecteurs refroidis, la technologie des détecteurs infrarouges non refroidis rend les caméras plus petites et moins coûteuses et ouvre de nombreuses applications commerciales viables.

Les détecteurs non refroidis sont principalement basés sur des matériaux qui changent leurs propriétés électriques en raison d'effets pyroélectriques (capacitif) ou des effets microbolomètre (résistifs).

Uncooled-détecteurs des caméras thermiques

  • Relativement peu coûteux par rapport à d'autres technologies d'imagerie thermique.
  • Contraste élevé dans la plupart des scénarios de nuit.
  • détecte facilement des personnes et des véhicules.
  • Non affectée par des sources de lumière vive.
  • Une plus grande fiabilité que les imageurs thermiques du détecteur refroidi.
  • Moins sensibles que les imageurs thermiques du détecteur refroidi.
  • Ne peut pas être utilisé pour des applications infrarouges multispectrales ou à grande vitesse.

La méthode d'éclairage proche infrarouge a été utilisé dans une variété d'applications de vision nocturne, y compris la protection du périmètre où, en intégrant avec la détection de mouvement vidéo et des dispositifs intelligents d'analyse de la scène, un système de sécurité vidéo fiable à faible lumière peut être développé.

COMMENT ÇA MARCHE: Plusieurs dispositifs d'éclairage proche infrarouge sont disponibles aujourd'hui, y compris:
  • Filtré lampes à incandescence: Une lampe haute puissance standard qui est recouverte par un filtre infrarouge conçu pour transmettre un rayonnement infrarouge à proximité de la lampe et de bloquer la composante de lumière visible. Ces dispositifs ont généralement besoin de bonnes propriétés de transfert de chaleur, car la lumière visible intense est interne absorbée et dissipée sous forme de chaleur.
  • type LED illuminateurs: Ces illuminateurs utilisent un réseau de diodes électroluminescentes émettrices infrarouges standard.
  • Type de laser: L'illuminateur infrarouge la plus efficace, ces dispositifs sont basés sur une diode laser infrarouge qui émet l'énergie infrarouge proche.

À proximité des illuminateurs infrarouges sont généralement disponibles dans une gamme de longueurs d'onde (par exemple 730nm, 830nm, 920nm). Fournir un éclairage infrarouge supplémentaire d'une longueur d'onde appropriée non seulement élimine la variabilité de la lumière ambiante, mais permet également à l'observateur pour éclairer uniquement les zones d'intérêt spécifiques, tout en éliminant les ombres et d'améliorer le contraste de l'image. Le supplémentaire près de l'éclairage infrarouge améliore non seulement la qualité des dispositifs intensificateurs d'image (qui ont à la fois visible et une réponse proche infrarouge), mais permet également l'utilisation de caméras à semi-conducteurs, qui ont également la capacité de convertir des images infrarouges proches de visible .

  • Coût le plus bas par rapport à d'autres technologies de vision nocturne.
  • Éliminer les ombres et de révéler l'identification lettrage, des chiffres et des objets. Peut aussi être utilisé pour effectuer l'identification du visage.
  • Capable d'effectuer la capture vidéo à haute vitesse (tels que les plaques d'immatriculation des véhicules en mouvement lecture).
  • illuminateurs infrarouges peuvent voir à travers le brouillard pendant la nuit, le brouillard, la pluie et les chutes de neige, ainsi que les fenêtres.
  • Élimine la variabilité de la lumière ambiante.
  • Les utilisateurs de l'infrarouge illuminateurs peuvent être détectés par d'autres qui ont des dispositifs de visualisation proche infrarouge.

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