Johnson Critèren fir Thermesch Imantéierung an d'Unerkennung

Historesch Hannergrond: An de spéiden 1950er Joren, John W. Johnson vun der U.S. Army, déi Pionéierungs-Experimenter mat der Nuecht benotzt g?tt - Visiounsgeschirminformatiounen fir verschidde Vollekszielung fir verschidde Vue 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 vum Johnson. 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

Dem Johnson seng Critèren definéiert dr?i prim?re visuellen Aufgaben:

• Detektioun: Den Observateur ass einfach net op 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 ass1.0 ± 0,25 Zeil Paireniwwer en Zil (De Johnson senger Critèren - Wikesten).

• Unerkennung: Den Observer kann den allgemenge Typ vum Objet soen (zum Beispill, déi eng Persoun aus engem Gefier z'?nnerscheeden). D?st erfuerdert méi Detail - ursprénglech iwwer4.0 ± 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 sinn6.4 ± 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 erstaunter Traumkonten Thema, d?s Grenzen ginn dacks op 1, 3, 3 Zykelen aus 50 Zilmung vu senger Tacabilitéit 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. Op w?item Gamme, kann d'Zil n?mmen eng donkel Silhouette (genuch fir ze detailléieren); 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):

• Detectioun (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): ~ 64 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?). (D'US Arméi AKPORTE LESCHT JOPPORPORCE KRürcourse benotzt se dann 0,75, 1,5, 3, an 6 Zyklen, Iwwerpréift, Iwwerpréift, Iwwerpréift, Iwwerpréift, IwwerpréiftGeschicht an Evolutioun vum Johnson Critèren).)

Dem Johnson Critèren ass dacks méiglecherweis ausgedréckt: uginnNZ 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)

D'Zuel vun de reservolbar Zieschkleewegen iwwert den Ziank of vum Zil, Rammor vum Ziler Opts, an dem 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 !!!nass d'Zuel vun Zyklen um Zil,h_oass d'charakteristesch Gréisst (m),fass d'Lens Brennl?ngt (déiselwecht Eenheeten als Pixel Pitch),pass de Pixel Pitch (Distanz t?scht Pixel Zentren), anRass d'Gamme zum Zil. D?s Formel erfaasst intuitiv Effekter: e gréissere Zil (oder méi laang L?ngt) eropgeetn, w?rend e méi grousse Pixel oder méi laang R?ich erof geetn(Fundamental Imaging System Analyse fir autonom Gefierer). WannNZyklen sinn erfuerderlech (vum Johnson's D?sch) fir eng gew?sse Aufgab, d'Detektiounsprierung k?nne geléist ginn als

Zum Beispill, verm?ttelt d'Zweiwelgréisst oder d'Brennz?it verduebelt d'Detektiounspr?g fir e festenN(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 siichtbar op méi Distanzen ze siichtbar; ?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 klengp) a méi laang fokale L?ngtfErhéijung 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 Atmospores 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).

• Hannergrondsputter: E Héich - Clutter Hannergrond mécht den Hacker 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 - zu - Ger?isch Verh?ltnis (Snr) a Sensor Kaméidi: Thermal Detaillore hu Ger?isch (Netd) a limitéiert dynamesch Palett. 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:

• BeispillEng 2m grouss Persoun (h_o= 2M) Bilddréier vun enger thermescher Kamera matf= 50mm a Pixel Pitchp= 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 Critèr? g?tt vill benotzt an der Erweiderung vun Thermal Imaging Systemer iwwer ville Felder:

• Milit?resch a Verteidegung: Sensor Spezifikatioune fir d'Nuecht - Visiounsppes, Thermal Siicht, a Iwwerwaachung dacks L?scht D / I Rangson baséiert op Johnson baséiert op 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 d'Tormal Kameraen benotzt fir verluer Persoune ze fannen, oder iwwermachen Perimeter, benotzt och Dri Metrizen. Zum Beispill, d'Rettungss?iten k?nnen eng Kamera erfuerderen déi kannfesthalene M?nsch um 1km anerkenzenop 400m. D'Johnson s?i Critèren bitt eng Baseline fir esou Spezifikatioune.

• Iwwerwaachung a Gesetz Duerchféierung: Grenzpatrul, W?ldmoniten, an Andrénger Detektiounssystemer benotzen d?s Critèr? wéi w?it ewech eng Persoun oder e Sensor an der Nuecht. (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 D?schefrennung, Goodhanson vum Johnanson huet wichteg Begrenzung. Et ass en empiresche, idealiséierten Modell deen vill real - Welt Effekter zielt:

• Vereinfacht Konditiounen: Et iwwerh?lt en uniform Hannergrond, am Konto Kontrast, an e gutt * kalibréierten 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 datt kee méi einfache Modell voll erfaasst 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.

• Fr?ien Etsungen: D'Frankonson huet e puer trainéiert Observatioune un code Konditioune benotzt ginn; 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 (Pixel an Optik) limitéiert). 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 fir ~ 50% Probabilitéit definéiert. 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 Acquetire Methodologie passt den Zyklus Ufuerderunge (0,75 Zyklen fir Detection, etc.) Baséierend op méi extensiven 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 am J - Film / tGeschicht 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.

Am Resumé, de Johnonson vum Johnson Links déi ridial Opléisung vun engem Infrarout Sensor zu den prakteschen Aufgaben fir en Zil 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: Schl?ssel 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?).