空間輻射度測量的基本專業(yè)知識：如何為您的紅外圖像獲得最佳視覺效果

紅外相機光學系統(tǒng)通常使用與可見光譜光學系統(tǒng)相同的參數(shù)來描述兩者之間的主要區(qū)別在于材料：對于紅外光學器件，通常使用鍺、硅、鋅使用硫化物或硫?qū)倩?，因為這些材料在紅外光譜中表現(xiàn)出良好的透明度。 最常見的是鍺（Ge）和硅（Si），其中鍺表現(xiàn)出更好的透明度，但代價是更高的（成本/價格）價格。
描述光學系統(tǒng)的兩個主要參數(shù)是焦距和光圈值。焦距長度（f）與焦平面區(qū)域（FPA）的尺寸共同決定了視場相機的視場（FOV）。光圈值（N）是焦距與光圈直徑的比值入射光瞳（D）。由于它被定義為N=f/D，因此入射光瞳越大，f數(shù)就越小光圈越小，f值越小，紅外敏感芯片接收到的輻射就越多，從而獲得更好的信噪比（SNR）。當然，低光圈值需要配備一個鏡頭系統(tǒng)直徑更大，導致系統(tǒng)價格更高。此外，光圈值也有對紅外相機動態(tài)范圍（溫度測量區(qū)間）的影響：越低光圈值越大，在相同物體下，紅外敏感像素檢測到的輻射越多溫度，導致物體溫度測量范圍較小。物體溫度通過光學濾波器可以擴展測量范圍，這些濾波器會濾除紅外（IR）的某些部分頻譜。這使得在較低物體溫度下也能獲得良好的信噪比，并提高測量精度范圍。
芯片的像素間距和光學系統(tǒng)的視場是決定（某事物）的主要參數(shù)被測物體的空間分辨率。通常，我們的標準光學系統(tǒng)設置為無限遠，這這意味著，如果物體與主平面之間的距離適當，每個物體都會生成清晰的圖像光學器件，且物體足夠大。如果物體的圖像（或者更精確地說，是……的圖像）當物體的特定特和細節(jié)小于像素間距時，像素會檢測到物體與背景的溫度混合。

如需更詳細的解釋，請參閱以下內(nèi)容
圖片：

有兩個像素，其中狗的填充因子顯示了與背景的對比。對于100%像素攝像頭將檢測特定部位的溫度狗，但對于50%填充的像素，相機將
測量狗頭部溫度的疊加以及背景。例如：如果狗的頭溫度為30°C，背景為20°C，相機將檢測25°C。因此可以看出，物體的小特征可能在某些情況下無法可靠檢測。這是當然，對于每臺紅外相機來說都是如此。此外，移動對象可能會顯著改變讀數(shù)，如下所示：

光線定律可以粗略地確定相機的視場：

P等于像素間距，n為對應像素中的元素數(shù)量方向。這意味著FOV可以在x和y方向上變化，如果元素在兩個方向上并不相等。例如：海曼heimann 80x64熱電堆陣列的像素間距為90μm。結合17mm焦距光學元件FOV將導致24°x 20°。

請注意，此公式不適用于寬視場光學元件，因為可以不考慮系統(tǒng)的像差。為了確定一張圖像是否大到足以實現(xiàn)100%的填充系數(shù)，還可以運用射線定律:圖像大小/可以輕松計算得出，公式為:l=(0*f)/d，其中0代表物體大小，f為焦距，d為物體距離。將圖像大小除以像素間距，即可得出被照亮的像素數(shù)。例如:一個肩寬為50厘米的人與海曼傳感器HTPA32x31L10的距離為1.5米。因此，f=0.01米，0=0.5米，d=1.5米，I=3.33E-3米。若像素間距為220微米，則照亮的像素數(shù)為15個。