Metoda pomiaru minimalnej rozróżnialnej różnicy temperatury w funkcji powiększenia i rozogniskowania kamery termowizyjnej

pol Article in Polish DOI: 10.14313/PAR_252/99

send Sławomir Gogler , Krzysztof Sawicki , Andrzej Ligienza , Mariusz Mścichowski Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Download Article

Streszczenie

Pomiar temperatury odczynów alergicznych wymaga zapewnienia określonej rozdzielczości temperaturowej między obszarami o niewielkich wymiarach liniowych. Zwykle stosowanym kryterium rozdzielczości temperaturowej jest NETD. Parametr ten nie uwzględnia jednak przestrzennej zdolności rozdzielczej układu optycznego oraz detektora. W pracy zostanie zaprezentowany model umożliwiający określenie parametrów kamery na podstawie wymaganej przestrzennej rozdzielczości temperaturowej oraz wielkości obrazowanego obiektu. Zaimplementowana metoda została porównana z wynikami uzyskanymi w komercyjnym oprogramowaniu oraz została zastosowana do wyznaczania rozdzielczości temperaturowej prototypowego obiektywu pracującego w zakresie LWIR.

Słowa kluczowe

głębia ostrości, MRTD, NETD, obrazowanie medyczne, rozdzielczość przestrzenna, rozdzielczość temperaturowa, termografia odczynów alergicznych

A Method of Measurement of Minimum Resolvable Temperature Difference as a Function of Magnification and Defocusing of a Thermal Camera

Abstract

Temperature measurement of allergic skin reactions requires meeting certain criteria regarding temperature resolution between small areas. The usual criterion of temperature resolution is NETD. However, this metric does not take into account the limitations of the spatial resolution of the optical system or the detector. In this paper, a model is presented that allows for selection of camera parameters based on the required spatial thermal resolution and size of the object being imaged. The method has been implemented and compared to results obtained in commercial software and has been applied to evaluate spatial thermal resolution of a prototype objective designed for the LWIR band.

Keywords

allergic reaction thermal imaging, depth of field, depth of focus, medical imaging, MRTD, NETD, spatial resolution, thermal resolution

Bibliography

  1. Tissot J.L., Uncooled infrared detectors: state of the art. VII Krajowa Konferencja Termografia i Termometria w Podczerwieni TTP 2006, Ustroń-Jaszowiec, 16–18 listopada, 2006, 9–23.
  2. Military Agency for Standardization, Standardization egreement, Definition of nominal static range performance for thermal imaging systems, 1995.
  3. Born M., Wolf E., Principles of Optics, Londyn, Nowy Jork, Paryż, Los Angeles: Pergamon Press, 1959.
  4. Singer W., Totzek M., Gross H., Handbook of Optical Sys tems: Vol. 2: Physical Image Formation, H. Gross, Red., Weinheim: Wiley-VCH, 2005.
  5. Fischer R.E., Tadic-Galeb B., Yoder P.R., Optical Systems Design, 2nd edition red., McGraw Hill, 2008.
  6. Holst G.C., Electro-Optical Imaging System Performance, 5th ed. red., Winter Park, FL: JCD Publishing, 2008.
  7. Mack C.A., Field Guide to Optical Lithography, Bellingham, WA: SPIE Press, 2006.
  8. Wyant J.C., Creath K., Applied optics and optical engineering, tom XI, Tuscon: Academic Press, 1992.
  9. Viallefont-Robinet F., Helder D., Fraisse R., Newbury A., van den Bergh F., Lee D., Saunier S., Comparison of MTF measurements using edge method: towards reference data set, “Optics Express”, Vol. 26, No. 26, 2018 33625–33648, DOI: 10.1364/OE.26.033625.
  10. Hwang H., Choi Y.-W., Kwak S., Kim M., Park W., MTF assessment of high resolution satellite images using ISO 12233 slanted-edge method, Proceedings of SPIE 7109, Image and Signal Processing for Remote Sensing XIV, 2008, DOI: 10.1117/12.800055.
  11. Crespi M., Vendictis L.D., A Procedure for High Resolution Satellite Imagery Quality Assessment, “Sensors”, Vol. 9, No. 5, 2009, 3289–3313, DOI: 1424-8220/9/5/3289.
  12. Zemax LLC, Zemax 13 Release 2 SP2, 2014.