MicroScan – Quadrupler votre résolution d’image facilement

MicroScan

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L’une des innovations clés des séries de caméras haut de gamme ImageIR et VarioCAM High Definition est la fonctionnalité MicroScan. Avec l’aide de cette fonction, le nombre de pixels utilisés peut être quadruplé par rapport au nombre natif de pixels du détecteur FPA utilisé. Cela permet une thermographie d’une qualité d’image nettement supérieure. Les utilisateurs peuvent ainsi utiliser des résolutions géométriques allant jusqu’à 2560 x 2,048 pixels (5.2MPixels).

 

MicroScan

 

La fonctionnalité MicroScan permet ainsi :

 

  • De multiplier par quatre le nombre de pixels
  • De doubler le taux d’échantillonnage spatial
  • De diviser la taille des pixels par deux
  • De réduire les artefacts d’alias
  • D’améliorer la qualité des images

 

La signification pratique de la différence entre l’utilisation du format de détecteur natif d’une caméra infrarouge et le format d’image obtenu à l’aide de MicroScan peut être représentée visuellement. La comparaison suivante montre les images d’une étoile Siemens – une sans (à gauche) et une avec la fonction MicroScan activée (à droite). Sur chacune des deux figures, deux marques circulaires rouges sont représentées. À l’intérieur du grand cercle, la fréquence des rayons de l’étoile Siemens dépasse la fréquence de Nyquist du détecteur. Le cercle plus petit englobe la partie de l’étoile Siemens dans laquelle la fréquence du rayon dépasse la fréquence de Nyquist avec MicroScan.

 

 

Aliasing et fréquence de Nyquist

 

Cet exemple de l’étoile Siemens révèle l’amélioration significative de la qualité d’image avec MicroScan. La fréquence d’échantillonnage de la caméra infrarouge résulte de l’inverse du soi-disant pas de pixel, qui est la distance entre le centre de deux pixels voisins. Ce sont des effets qui ne peuvent être éliminés par l’application de filtres logiciels. Le crénelage se produit si la fréquence d’échantillonnage d’un instrument de mesure est inférieure à la moitié de la fréquence du signal mesuré. Cette fréquence est appelée fréquence de Nyquist :

 

 ƒ nyquist = ½ * ƒ échantillonnage

 

Dans notre application, il ne s’agit pas d’une fréquence temporelle, qui s’exprime en Hz, mais de fréquences spatiales avec l’unité m-1. En supposant que le pas de pixel d’un thermogramme correspond à une distance de 2mm sur l’objet de mesure, la fréquence de Nyquist serait 0,25 mm-1. Les structures de l’objet qui ont une périodicité < 4mm génèrent donc des artefacts de crénelage. Ainsi, la fréquence d’échantillonnage à laquelle le signal d’origine est mesuré doit être plus de deux fois plus élevée que la fréquence la plus élevée contenue dans le signal d’origine ƒsignal :

 

ƒ échantillonnage > 2 * ƒsignal

 

Voici comment MicroScan fonctionne avec la série de caméras ImageIR®

MicroScan sur série ImageIR

Dans les modèles de la série de caméras ImageIR, une roue MicroScan à rotation rapide intégrée dans la caméra infrarouge assure la mise en œuvre pratique du MicroScan. Quatre fenêtres plan-parallèles transparentes à l’infrarouge sont intégrées dans la roue à filtres, chacune inclinée d’un angle défini avec précision. L’inclinaison amène l’image sur le détecteur à être déplacée latéralement d’un demi-pixel pour chaque fenêtre. Ces images individuelles sont fusionnées en temps réel pour former un thermogramme avec quatre fois le nombre de pixels natifs du détecteur. Chaque pixel de l’image représente une valeur de mesure de température réelle et non un pixel interpolé.

 

Ce n’est pas seulement très précis, mais aussi très rapide. La rapidité peut être démontrée sur l’exemple de l’ImageIR 8300 hp. Si la caméra infrarouge fonctionne en pleine trame (640 x 512) à sa fréquence d’images maximale, la roue MicroScan tourne à plus de 5 000 rotations par minute. En raison de ces vitesses élevées, les utilisateurs utilisant MicroScan peuvent analyser thermographiquement des processus avec des cibles en mouvement rapide ou des températures changeant rapidement. Par conséquent, cette technologie est prédestinée non seulement pour une utilisation en microthermographie, mais également pour une grande variété d’applications de sécurité.

 

Voici comment MicroScan fonctionne avec la série de caméras VarioCAM® High Definition

 

MicroScan sur série VarioCAM HD

Dans la série de caméras haute définition VarioCAM, la fonction MicroScan est implémentée via un disque en germanium incliné positionné entre le détecteur infrarouge et l’optique. Le disque tourne et dévie le trajet du faisceau pour tous les pixels de la matrice du capteur. Quatre images individuelles, prises chaque quart de tour du disque, sont ensuite combinées pour former une image thermique à haute résolution. Le décalage entre les images est défini avec précision, de sorte que les distances entre les pixels sont entièrement remplies. Le facteur de remplissage, qui décrit la relation entre la cellule sensible et l’isolation, augmente de 100%. Il en résulte une image complète de l’objet mesuré.

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