Калькулятор Джонсона / DRI
Расчётные дистанции обнаружения / распознавания / идентификации цели для тепловизионного прибора. По размеру цели, разрешению матрицы, шагу пикселя и фокусу объектива. Подробнее про критерий Джонсона — в глоссарии.
Расчёт геометрический, в идеальных условиях. Ясная сухая погода, нормальный контраст цели и фона, идеальная MTF, чёткая фокусировка. Реальная замена паспортных формул — NV-IPM (Night Vision Integrated Performance Model) с учётом MTF оптики, шумов сенсора, атмосферной трансмиссии.
Два стандарта пиксельных порогов. Классический Джонсон (1958) — статистика John Johnson из ранних NVL-исследований: 1 / 4 / 8 циклов = 2 / 8 / 16 пикселей. Современная индустриальная практика — пиксельные стандарты 2 / 6 / 12 px (Identification по уточнённой статистике ≈ 6.4 ± 1.5 line pairs, не 8). Большинство производителей оптики публикуют паспортные дистанции по второму стандарту — он даёт на 33% большие R и I при той же физической установке. Detection совпадает у обоих. Переключите стандарт в форме, чтобы свериться с производителем своего прибора.
Как сверяться с паспортом. Производители тепловизоров указывают «обнаружение до X м» обычно для типовой тестовой фигуры высотой 1.75 м — это индустриальный эталон калибровки спецификаций. Чтобы свериться с заявленной паспортной цифрой, выберите «Тестовую фигуру (1.75 м)» и сравните с приборной спецификацией: практика — публиковать геометрический результат с поправкой MTF ≈ 0.7. Например, у RikaNV Ovod H50 LRF (640×512, 12 μm, F/0.9, фокус 50 мм) геометрия для эталонной фигуры = 3 646 м, с MTF 0.71 = ≈ 2 600 м, что ровно совпадает с паспортными «до 2 600 м».
Что значит «обнаружение» в реальной охоте.Detection — «там что-то тёплое». Под выстрел нужна Identification (8 циклов), а это в 8 раз меньшая дистанция. Плюс реальные условия (поглощение водяным паром в LWIR-окне, тепловой кроссовер, реальная MTF) урезают результат ещё в 1.5–3 раза. Практический выстрел на охоте — типично 200–500 м для приборов с паспортным обнаружением до 2 000 м.
Как работает расчёт
Критерий Джонсона (John Johnson, 1958) определяет, сколько циклов разрешения должно укладываться на критический размер цели для каждой задачи. Оригинальная статистика Джонсона:
- Detection — 1 ± 0.25 line pairs (~2 пикселя)
- Recognition — 4 ± 0.8 line pairs (~8 пикселей)
- Identification — 6.4 ± 1.5 line pairs (~13 пикселей)
Цикл разрешения — пара «тёмная-светлая линия», что соответствует двум пикселям матрицы. Угол, под которым прибор «видит» один пиксель, — это IFOV (Instantaneous Field of View) = pixel_pitch / focal_length. Дистанция, на которой целевой размер укладывается в N пикселей, считается как:
D = (size × focal) / (n_pixels × pixel_pitch)
Два стандарта порогов. «Классический Джонсон» в публикациях обычно округляют до 1 / 4 / 8 циклов = 2 / 8 / 16 px (это самая консервативная подача, по верхней границе погрешности Identification). Большинство производителей оптики используют «практический пиксельный стандарт» — 2 / 6 / 12 px (Identification ≈ 6.4 ± 1.5, ближе к среднему значению Джонсона). Detection в обоих стандартах одинаков (2 px). Recognition и Identification по «практическому» стандарту дают на ~33% бóльшую дистанцию.
Этот расчёт — геометрический, то что физически умещается на матрице. Реальная дистанция с учётом атмосферы, MTF, шумов сенсора и контраста цели против фона — в 1.5–3 раза меньше. Современный стандарт расчёта с учётом всех этих факторов — NV-IPM (Night Vision Integrated Performance Model, US Army standard).