Johnson Critèren fir Thermesch Imantéierung an d'Unerkennung

Historeschen Hannergrond: An de spéide 1950er Jory, John W. Johnson vun der U.S. Army hunn Pionéierungs Experimenter mat der Nuecht gemaach - Visiounsgeschirminforméierinstawéier, wéi vill Bilddetail fir verschidde gesi gi fir verschidde visuell Aufgaben ze quantifizéierenDe Johnson senger Critèren - Wikesten). A sengem 1958 Pabeier "Analyse vun der Bildformatiounssystemer", Johnson gemellt Empirical Schwellungen (an der Linn Pairen op engem Zil) erfuerderlech fir verschidden Aufgaben (De Johnson senger Critèren - Wikesten) (De Johnson senger Critèren - Wikesten). D?st gouf bekannt als Johnson CritèrenAn. IT reviséiert Sensor Design andeems Dir Ingenieuren virauszesoen, wéi w?it en Zil gesi konnt, unerkannt, unerkannt oderDe Johnson senger Critèren - Wikesten) (De Johnson senger Critèren - Wikesten). D?s Critèren benotze, vill prediktiv Modeller goufen méi spéit entwéckelt fir Sensor Leeschtung ?nner verschiddenen Opbau Konditioune ze bew?erten (De Johnson senger Critèren - Wikesten) (De Johnson senger Critèren - Wikesten).

Detektioun, Unerkennung, an Identifikatioun (Dri) Aufgaben

De Johnson Critèren definéiert dr?i prim?r visuell Aufgaben:

• Destellage: Den Observateur ass einfach bemierkt datt en Objet pr?sent ass. (Op d?sem Niveau ges?it een n?mmen e "Blob" oder ?nnert sech an der Szenen.) Johnson fonnt datt d'Detektioun noutwendeg ass 1.0 ± 0,25 Zeil Pairen iwwer en Zil (De Johnson senger Critèren - Wikesten).

• Unerkennung: Den Observateur kann den allgemenge Typ vum Objet soen (zum Beispill, déi eng Persoun aus engem Gefier ?nnerscheet). D?st erfuerdert méi Detail - ursprénglech iwwer 4.0 ± 0,8 Line Puer (De Johnson senger Critèren - Wikesten).

• Identifikatioun: Den Observateur kann de spezifeschen Objet identifizéieren (z.B. e best?mmte Gefiermodell oder eng spezifesch Persoun). D?st ass déi schwéierst Aufgab, déi erfuerderlech sinn 6.4 ± 1,5 Zeil Pairen (De Johnson senger Critèren - Wikesten).

(Johnson bemierkt och eng Zw?schenz?it "Orientéierung" Schr?tt op ~ 1.4 Zeil Pairen (De Johnson senger Critèren - Wikesten), awer modern Diskussiounen dacks op den Dri Aufgaben konzentréiert.) A praktesche Engagement Begr?ffer, eng Zeil Paar entsprécht ongeféier zwee Bild Pixel iwwer d'Zil (De Johnson senger Critèren - Wikesten). An der moderner Thermal Imaging Spezifikatioune sinn, d?s Schwellungen ginn dacks ofger?nnt 1, 3, a 6 Zyklen fir 50% Probabilitéit fir d'Aufgab ze maachen (Wat ass Dri, a wat ass et baséiert op der Berechnung?).

(Gratis Man Silhouette Vector Art - Download 17.246+ Man Man Silhouette Iconen & Grafiken - Pixabay) D'Zuel: E M?nsch - geformt Zil ?nner Observatioun. Hannert der w?it Palette, d'Zil produzéiert n?mmen eng donkel Silhouette (genuch fir d'Detektioun); wéi d'Resolutioun (oder Proximitéit) eropgeet, Gesiichtsgeschir a Kleeder déi erakommen, erméiglechen Unerkennung a schlussendlech voll Identifikatioun. De Johnson Critèren quantifiéiert wéivill Zeileparte vun den Detail bei all Bühn gebraucht ginn (De Johnson senger Critèren - Wikesten) (Wat ass Dri, a wat ass et baséiert op der Berechnung?).

Dem Johnson Critèren (Resolutiounsbréif)

Dem Johnson seng originell Critèr? ginn dacks zesummefaassert wéi follegt fir e 50% Erfollegsaux vun all Aufgab (De Johnson senger Critèren - Wikesten):

• Detektioun (Objet Pr?senz): ~ 1.0 Zeil Pair op Zil (50% Wahrscheinlechkeet) (De Johnson senger Critèren - Wikesten).

• Unerkennung (Klass vum Objet): ~ 4,0 Zeil Pairen op Zil (De Johnson senger Critèren - Wikesten).

• Identifikatioun (spezifeschen Objet): ~ 6,4 Linn Pairen op Zil (De Johnson senger Critèren - Wikesten).

D?s W?erter huelen héich Ziler - Hannergronddecatum an en ideale Beobachter. (All Zeilpaar entsprécht zwee Sensor Pixel, also z.B. 1.0 Zeil Pair ≈ 2 Pixel iwwer d'Zilbreet (De Johnson senger Critèren - Wikesten).) Vill Systemer vereinfacht vereinfacht "Dri" Nummeren vun 1 - 3 - 6 Zyklen (Linnpaarten) fir Detektioun - Identifikatioun: Identifikatioun.Wat ass Dri, a wat ass et baséiert op der Berechnung?). Zum Beispill, eng Nato Lofuluc benotzt ongeféier 1 Zepry fir Detektektioun, 3 fir d'Ueleg, a 6 fir Identifikatioun (Wat ass Dri, a wat ass et baséiert op der Berechnung?). (Den U.S. Army's aktualiséiert Kréien Critèr? benotzt nach 0,75, 1,5, 3, a 6 Zyklen zoust?nneg, ofh?ngeg vun Zauberer raffs (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren).)

Dem Johnson Critèren ass dacks méiglecherweis ausgedréckt: uginn N Z Mammen no Zil, an et g?tt eng entspriechend Probabilitéit fir all Aufgab ze korrekt ze spillen (normalerweis Sigoid - wéi, mat 50% op der Tablulstalmung). Wéi och ?mmer, et g?tt am meeschten allgemeng benotzt als "Rafte vun Daumen" bezunn déi erfuerderlech Resolutioun op d'Aufgab.

Mathematesch Basis (Opléisung a Range)

The Zuel vun de resolute Zyklen Op engem Zéier h?nkt vun der Gréisst vun der Gréisst, R?tsch, Sommel, Sensor Optik, a Pixel Gréisst. Fir en einfachen Pinhole oder d?nn Lens Modell (kleng - Wénkel Upassung), een f?nnt (Fundamental Imaging System Analyse fir autonom Gefierer):

wou !!! n ass d'Zuel vun Zyklen um Zil, h_o ass d'charakteristesch Gréisst (m), f ass d'Lens Brennl?ngt (déiselwecht Eenheeten als Pixel Pitch), p ass de Pixel Pitch (Distanz t?scht Pixel Zentren), an R ass d'Gamme zum Zil. D?s Formel erfaasst intuitiv Effekter: e gréissere Zil (oder méi laang L?ngt) eropgeet n, w?rend e méi grousse Pixel oder méi laang R?ich erof geet n (Fundamental Imaging System Analyse fir autonom Gefierer). Wann N Zyklen sinn erfuerderlech (vum Johnson D?sch) fir eng gew?sse Aufgab, de Detektiounspangel ka geléist ginn als

Zum Beispill, verm?ttelt d'Zweiwelgréisst oder d'Brennz?it verduebelt d'Detektiounspr?g fir e festen N (Fundamental Imaging System Analyse fir autonom Gefierer). Och verléidegt d'Pixel Pitch (i.e. Héich Sensoropléisung) verduebelt d'Gamme. D?s Formulen ginn dacks vun der thermescher Kamera Specs benotzt - Blieder fir D / R / I Gamme vun idealen Konditioune ze sch?tzen.

Faktoren beaflossen Detektiounspr?g

Déi einfach Range Formel hei uewen ugeholl perfekt Kontrast a kloer Konditiounen. An der Praxis, vill Fakten beaflossen den Afloss an d'Unitioune vum Ber?ich:

• Zilgréisst a Kontrast: Méi grouss (méi héich oder méi breet) Ziler si bei méi Distanzen sichtbar; ?hnlech, e Zil mat méi héije Infrararum Contrast (z.B. méi waarm vs Cooler wéi Hannergrond) ass méi einfach z'entdecken. Fir trimal Kameraen, e gemeinsame Virdeel ass eng 22 ° Cent Temperatur vu Hannergr?nn. Méi kleng oder niddereg - Kontrast Ziler brauche méi Zyklen (also méi no méi no Rangen).

• Sensor Opléisung & Optik: Wéi uginn, fein Pixel (méi kleng p) a méi laang fokale L?ngt f Erhéijung vum Range. Och de Sensor vum Sensir vum Sensirementsreesfunktioun (MTF) an déi optesch Qualitéit beaflosst wéi gutt Detailgesat ginn. Am Johnson seng Wierder, besser Optik (méi héich mtf) effektiv déi erfuerderlech Zyklen reduzéieren fir eng best?mmte Aufgab (Fundamental Imaging System Analyse fir autonom Gefierer).

• Atmosph?resch Konditiounen: Real Atmosphores attenuate Infrared Signaler. Effekter vum Reen, Niwwel, oder St?bs k?nnen schaarf Reduzenzen. Einfach Modeller benotze Béier vum Béier (f_t = Exp (- r / l_r)) fir Iwwerdroung op Wellenl?ngt ze berechnen (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren). Empiresch Studien weisen Niwwel an schwéier Wieder kann drastesch niddereg Detektiounsproblemer, och an ir (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren). Thermal ir leiden manner aus Waasserdamp wéi sichtbarem Liicht, awer negativem Wolleken nach ?mmer méi kuerzer Rettung d?itlech (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren) (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren).

• Hannergrondspigel: En héijen - Clutter Hannergrond mécht Detektioun méi haart. Experimenter weisen datt am "niddrege Clutter" Szenen de Johnson seng Schwellungen sou kleng wéi ~ 0,5 Zyklen, awer an "héije Clutter"Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren). An der Praxis, eng camoufléiert oder visuell komplexer Hannergrond erfuerdert dacks Zilkontrast oder Opléisung gutt iwwer dem Johnson s?i minimum.

• Signal - Fir - Ger?isch Verh?ltnis (SNR) a Sensor Kaméidi: Thermal Detaillore hu Ger?isch (Netd) a limitéiert dynamesch Gamme. Eng schwaach Thermal ?nnerschr?ft oder héich Sensor K?nne effektiv déi néideg Zyklen erlaben. Studien betounen datt niddereg Snr handelt wéi Blur: et degradéiert Bildqualitéit a reduzéiert effektivGeschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren).

Zesumme, d?s Faktoren bedeit datt de Johnson d'Critèren éntielle Reimer ginn. All praktesch Berechnung muss sech atmosph?resch Iwwerdroung, Zilkontrast, Sensorkaart, asw. Zumit, Leonardo Dder Afterce "(GODSONS. Am Allgemengen, eng realistesch Gamme Gr?ife gi multipliewen déi einfach Formelung vun enger Visibilitéit oder eng Visibilitéit zu der Atmosph?r fir d'Atmosph?r.

Beispill Ber?icher

Mat H?llef vun den uewe genannten Formelen, een kann d / r / r sch?tzen fir eng best?mmte Kamera an Zil. Zum Beispill:

• Beispill Eng 2m grouss Persoun (h_o = 2M) Bilddréier vun enger thermescher Kamera mat f = 50mm a Pixel Pitch p = 20μm (= 0,02mm). Mat Johnson's 1 - Zyklus Dréimoment fir Detektioun,

  $$R _ {\ \ RM DED} = \ fac {Text {m} \ ".$$

  Fir Unerkennung (≈3 Zyklen) an Identifikatioun (≈6 Zyklen), d'Reimer ginn ≈833M an \ CSC.

• Fabrikant Beispill: Eng Leonardo DRS Applikatioun Notiz g?tt e m?nschlecht Zil (kritesch Dimensioun ~ 0.95m) an eng Kamera mat 17μm Pixel a 16,7500 L?ngt. Fir déi 3 - Zyklus Unerkennung Aufgab, se ausbezuelen eng 50% Detektiounspalung vu ongeféier 157m. (Mat déiselwecht Zuelen, eis Formulas g?tt $ RS \ ongeféier (0,95 \ Time 16.75) / (2 \ Timer0.017 \ Mol3) \ ongeféier hir Beispill.)

• Typesch W?erter: A Mailsultater (ealesche Konsumentéieren, n?mme kloer ze dinnendlech fir e puer Kilometer. Zum Beispill, eng Quell Cites ~ 2000mT-Detectioun, ~ 667m Unerkennung, an ~ 333M Identifikatioun fir eng 1,8m Persoun (Wat ass Dri, a wat ass et baséiert op der Berechnung?).

D?s Beispiller Ausgemaachte wéi der Johnonon seng Critèro passtsw?ert k?nne direkt mat einfachen Arithmetik ugewisen ginn. Tats?chlech Range an der Praxis sinn dacks méi déif wéinst der erw?hnter Situatioun.

Uwendungen

Dem Johnson seng Critèren g?tt w?it an der Bescheedung benotzt an ze bew?erten Thermal Imaging Systemer u ville Felder:

• Milit?resch a Verteidegung: Sensor Spezifikatioune fir d'Nuecht - Visiounsppes, Thermal Sights, a Iwwerwaachung dacks L?scht D / I Rangs baséiert op Johnson vum JohnsonDe Johnson senger Critèren - Wikesten). Zil Acquisitioun an Unerkennung (Fr?nd vs Fach) an der Nuecht op d?s Sch?tzung. Vill Feldh?ndler a Procuratiounsdateuren referenzéiert den 1 - 3 - 6 Reegel - vun - Daumen fir Waff - montéiert ignéiert irnte irnte ignéiert.

• Sich a Rettung / Sécherheet: Handheld oder montéiert thermesch Kameraen benotzt fir verluerene Persounen ze fannen, oder iwwermonesch Perimeter, benotzt och Drimetik. Zum Beispill, d'Rettungss?iten k?nnen eng Kamera erfuerderen déi kann festhalen e M?nsch um 1km an erkenzen op 400m. D'Johnson s?i Critèren bitt eng Baseline fir esou Spezifikatioune.

• Iwwerwaachung an Affekoten: Grenzpatrul, d'W?ldfaart Monumentéierung, an Andrénger Detektiounssystemer benotzen d?s Critèr? fir virzegoen wéi w?it ewech e Sensor kann eng Persoun oder Gefier oder Gefier an der Nuecht ophuelen. (E puer Standarden déi de Johnson Aufgaben formuléiert hunn; z.B. Nato benotzt D, R, ech klasséiert d'Klassen Ufuerderunge.)

An all Fall h?lleft dem JohnSon Parametens Op der Sonsiderateuren ze iwwerdecken (Optik, Pixel Gréisst) an eng introoch ze erm?ttelen oder z'entwéckelen.

Aschr?nkungen a modern Adaptatiounen

Trotz senger N?tzlechkeet, de Johnson vum Johnson huet wichteg UfrongnisseurenAn. Et ass en empiresche, idealiséierten Modell deen vill real - Welt Effekter zielt:

• Vereinfacht Konditioune: Et g?tt ugeholl datt en uniform Hannergrond, amgaang Ziler Kontrast, an eng gutt * kalibréiert Beobachter. Et g?tt net fir de Clutter oder Camouflage. An der Praxis, e Zil géint e komplexen Hannergrond kann méi Resolutioun erfuerderen wéi de Johnson nominéiert W?erter (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren).

• Ignoréiert ?mwelteffekter: Déi originell Critèren enthalen net d'Wieder oder atmosph?resch Atenuatioun. Studien betounen dat Keen einfachen Modell voll erfaassen Niwwel, Reen, an f?mmen Effekter (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren) (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren). Modern Systemer multiplizéieren dacks mat atmosph?rescher Transmissioun begrenzt oder benotzt empiresch Visibilitéitsmodeller.

• M?nschlech Faktoren: De Johnans's Aarbecht huet e puer trainéiert Observateuren ?nnerw?erter Konditiounen Et ignoréiert Variatiounen am Beobachtung an der Opmierksamkeet, d'Opmierksamkeet, et kann etc. Et kann bedeitende Differenzen t?scht verschiddenen Detektioun vun den Eenzelen.Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren).

• Signal an d'Veraarbechtung: De Modell behandelt d'Bild wéi n?mme vu Geometrie limitéiert (Pixel an Optik). Et g?tt net Sensor Kaméidi (Netd), dynamesch Gamme oder Bildveraarbechtunge veraarbecht. All Onboard schaarfend oder Video Algorithmen k?nne praktesch Opléisung verbesseren, bedeit richteg Kameraen dacks déi béis Johnson Limins.

• Wahrscheinlechkeet fokusséieren: D'Critèren sinn definéiert fir ~ 50% Probabilitéit. Si beschreiwen net wéi eng Leeschtung verbessert sech mat méi Opléisung iwwer Schwellung, an och net feelen falsch - Alarmraten oder ROC Kéieren.

Aus d?se Lange, modernen Range Performance Modeller verl?ngert d'Johnson Approche. Zum Beispill, d'U.S. Army's Kréien Methodologie passt den Zyklus Ufuerderunge (0,75 Zyklen fir Detektioun, etc.) baséiert op méi extensiv Tester (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren). Vill Analyse Tools integréiert elo mtf, sn a atmosph?resche Modeller explizit. E puer enthalen Béier-Lambert Atentuéierung (wéi an J - Film/T - erf?llt Modeller (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren)) oder knaschteg Metriillen. Anerer ersetzen haart Schwellungen mat statistescher Detektiounstheorie (z.B. Troum?nnesch Veruerdunge vun de Jovanson bleift e Fassementskonzept an e sat o geschelute éischte éischte - Bestell Guide op therméierend Beruff.

Zesummefaassend, De Johnson huet d'Critèr? vun der Joranswlas déi beweglos Opl?nnerung vun engem Infrarouts sensoresche Sensor zu der praktescher Aufgaben fir ze gesinn. An den Ausdrock vun den Auslepet-Iklang ze halen, d'Awunner, an Identifikatioun zu Konditioune op Zil, "Et g?tt eng einfach Féierung kréien wéi w?it eng ugewisen assDe Johnson senger Critèren - Wikesten) (Fundamental Imaging System Analyse fir autonom Gefierer). W?hrend ee muss fir real - Weltfaktoren an all detailléierte Design vum Johnson ?mginn, déi nach ?mmer déi meescht threw Suedptiounen an d'Performatiounen sinn (De Johnson senger Critèren - Wikesten) (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren).

Quellen: Key Definitiounen a W?erter sinn aus dem Johnson Original Aarbecht (De Johnson senger Critèren - Wikesten) an Zesummefaassungen an der Literatur (De Johnson senger Critèren - Wikesten) (Wat ass Dri, a wat ass et baséiert op der Berechnung?). Detektiounspr?g Gr?nnunge verfollegen déi d?nn - L?nsformulas an der Imaginganalyse (Fundamental Imaging System Analyse fir autonom Gefierer). ?mwelt- a Clutter Effekter sinn dokumentéiert Zoll - Upsties (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren) (Geschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren). Praktesch Beispiller an Viraussetzunge kommen aus Hiersteller an Technesch Berichter (Wat ass Dri, a wat ass et baséiert op der Berechnung?).