Das ist eine berechtigte Frage, die sich jedoch nicht einfach beantworten lässt. Zu viele Faktoren beeinflussen die Ergebnisse, beispielsweise die Dämpfung unter verschiedenen klimatischen Bedingungen, die Empfindlichkeit des Wärmebilddetektors, der Bildgebungsalgorithmus, Totpunkt- und Hintergrundrauschen sowie der Temperaturunterschied zum Objekt. So ist beispielsweise ein Zigarettenstummel aus derselben Entfernung deutlicher zu erkennen als die Blätter eines Baumes, obwohl er viel kleiner ist – aufgrund des Temperaturunterschieds zum Objekt.
Die Erfassungsreichweite ist das Ergebnis einer Kombination aus subjektiven und objektiven Faktoren. Sie hängt von der visuellen Psychologie, der Erfahrung und weiteren Faktoren des Betrachters ab. Um die Frage „Wie weit kann eine Wärmebildkamera sehen?“ zu beantworten, muss zunächst geklärt werden, was „Erfassungsreichweite“ bedeutet. Beispielsweise kann es sein, dass Betrachter A ein Ziel deutlich erkennen kann, während Betrachter B es möglicherweise nicht erkennt. Daher ist ein objektiver und einheitlicher Bewertungsstandard erforderlich.
Johnsons Kriterien
Johnson verglich das Problem der Zielerkennung anhand von Linienpaaren im Rahmen eines Experiments. Ein Linienpaar ist der Abstand zwischen zwei parallelen hellen und dunklen Linien an der Grenze der Sehschärfe des Betrachters. Ein Linienpaar entspricht zwei Pixeln. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass sich die Zielerkennungsfähigkeit von Infrarot-Wärmebildkameras mithilfe von Linienpaaren bestimmen lässt, ohne die Art des Ziels oder Bildfehler zu berücksichtigen.
Das Bild jedes Ziels in der Fokalebene belegt einige Pixel. Diese Anzahl lässt sich aus der Größe, dem Abstand zwischen Ziel und Wärmebildkamera sowie dem momentanen Sichtfeld (IFOV) berechnen. Das Verhältnis der Zielgröße (d) zum Abstand (L) wird als Öffnungswinkel bezeichnet. Dieser kann durch das IFOV geteilt werden, um die Anzahl der vom Bild belegten Pixel zu erhalten: n = (D / L) / IFOV = (DF) / (LD). Je größer die Brennweite, desto mehr Primärpunkte werden vom Zielbild belegt. Gemäß dem Johnson-Kriterium ist die Detektionsreichweite größer. Andererseits verringert sich mit zunehmender Brennweite der Bildwinkel, was zu höheren Kosten führt.
Wir können berechnen, wie weit ein bestimmtes Wärmebild sehen kann, basierend auf den Mindestauflösungen gemäß Johnsons Kriterien:
Erkennung – ein Objekt ist vorhanden: 2 +1/-0,5 Pixel
Erkennung – Art des Objekts kann unterschieden werden, z. B. Person vs. Auto: 8 +1,6/-0,4 Pixel
Identifizierung – ein bestimmtes Objekt kann erkannt werden, eine Frau im Vergleich zu einem Mann, das bestimmte Auto: 12,8 +3,2/-2,8 Pixel
Diese Messungen ergeben eine 50%ige Wahrscheinlichkeit, dass ein Beobachter ein Objekt bis zum angegebenen Niveau unterscheiden kann.
Veröffentlichungsdatum: 23. November 2021