[열화상 카메라] NETD

NETD(Noise Equivalent Temperature Difference)

 

열화상 카메라의 기술적인 세부 사항을 보면 "NETD"라는 표현을 접할 수 있습니다. 이 표현은 "Noise Equivalent Temperature Difference" 의 약자입니다. 이것은 열화상 감지기가 이미지에서 열 복사의 아주 작은 차이를 얼마나 잘 구별할 수 있는지에 대한 척도입니다. 

 

NETD는 일반적으로 밀리 켈빈(mK)으로 표시됩니다. 때로는 "열 대비"라고도 합니다. 노이즈가 측정 가능한 가장 작은 온도 차이와 같을 때 감지기는 유용한 열 신호를 분석할 수 있는 능력의 한계에 도달한 것입니다. 노이즈가 많을수록 검출기의 NETD 값이 높아집니다.

 

비냉각식열화상 카메라의 일반적인 값은 45mK 정도입니다. 광자 기반 및 극저온 냉각 카메라 는 약 18mK의 NETD 값을 얻을 수 있습니다. 노이즈 측정 값은 측정에 영향을 미치므로 특정 물체 온도에서 지정해야 합니다. 

 

예: NETD @ 30C: 60mK

 

NETD 측정 방법

검출기의 노이즈 등가 온도차를 측정하기 위해서는 카메라가 온도가 조절되는 흑체를 향해야 합니다. 측정을 시작하기 전에 흑체가 안정화되어야 합니다. 그런 다음 특정 온도에서 노이즈 등가 온도 차이를 측정합니다. 이것은 단일 스냅샷 측정이 아니라 노이즈의 시간적 측정입니다. NETD 값은 mK로 변환된 히스토그램(STDEV)의 표준 편차입니다.

 

NETD가 측정에 미치는 영향

아래 이미지는 두 대의 다른 카메라로 촬영한 동일한 장면을 보여줍니다. 한 카메라의 NETD는 60mK이고 두 번째 카메라의 값은 80mK입니다. 온도가 매우 낮은 이미지 영역은 80mK 카메라로 촬영한 이미지에서 훨씬 더 많은 노이즈를 보여줍니다. 20mK 차이는 별로 없어 보이지만 이미지 품질과 측정 정확도에 큰 영향을 미칠 가능성이 있습니다.

 

 

NETD에 영향을 줄 수 있는 몇 가지 요인이 있습니다. 

열화상 카메라는 때때로 하나 이상의 보정된 온도 측정 범위와 함께 제공됩니다. 

 

1.  노이즈 측정값은 선택한 범위와 물체 온도에 따라 달라질 수 있습니다. 이미지에 상당한 열 대비가 있고 관심 온도가 배경 온도보다 훨씬 높으면 측정 정확도에 큰 영향을 미치지 않습니다. 

 

2.  NETD값을 비교할 때는 동일한 검출기 해상도와 프레임 속도에 대해 비교하는 것이 중요합니다. 검출기 해상도와 프레임 속도에 따라 검출기가 적외선을 누적하는 량이 달라지면 노이즈도 달라지기 때문입니다.

 

3.  광학 조리개(f-stop)의 값은 NETD에 제곱근만큼 영향을 줍니다. 가시광선 이미징에서는 광학 조리개 또는 F-stop이 렌즈에 의해 수집되는 빛의 양에 해당합니다. 열화상에서는 대부분 0.8에서 1.6사이의 F-number로 표시됩니다. 검출기 단독의 경우 NETD는 일반적으로 F/1로 제공됩니다. 모듈이나 카메라의 경우 NETD는 F-number에 의존합니다.

 

NETD = NETD 검출기 x (F-number 의 제곱)

 

예를 들어 NETD가 50mK @F/1 검출기의 경우

F/1.2이면 NETD는 72mK

F/0.8이면 NETD는 32mK

 

4.  노이즈 수준은 감지기 또는 카메라 온도의 영향도 받을 수 있습니다. 카메라가 높은 주변 온도에 노출되면 시스템 노이즈가 증가할 수 있습니다. 이는 카메라가 내부적으로 얼마나 잘 안정화되었는지에 달려 있습니다. 이 내부 온도 드리프트의 영향은 불균일 보정 또는 NUC 사이에서 관찰될 수 있습니다.