2 - axe spatial

De Wiki-thermographie.

[N] signifie que l'expression est normalisée. Mais la définition que nous donnons ne coïncide pas nécessairement avec la norme.


Sommaire

Pouvoir de résolution spatiale, résolution spatiale

Aptitude d'un appareil d'imagerie à résoudre des objets proches de luminances différentes.

PRSM

Pouvoir de résolution spatiale de mesure. Le PRSM se détermine par la Fonction de Réponse à une Fente, FRF. Pour une FRF = 0,98 (par exemple), on a la valeur de l'angle de mesure α98 : le PRSM est le quotient de l'angle de vue horizontal de l'objectif (FOV horizontal) et de α98. On obtient le nombre d'éléments de mesure par ligne, à FRF = 0,98.

PRSO

Pouvoir de résolution spatiale d'observation. Contrairement à la norme qui donne une définition non utilisable et non utilisée, le PRSO se détermine par la Fonction de Réponse à une Fente, FRF, pour une FRF = 0,5. On a la valeur de l'angle d'observation α50 : le PRSO est le rapport de l'angle de vue horizontal de l'objectif (FOV horizontal) et de α50. On obtient le nombre d'éléments d'observation par ligne, à FRF = 0,50.

Fente thermique [N]

Mire thermique présentant trois plages successives de luminances uniformes. Les plages extrêmes sont étendues et de luminance identique ; la plage centrale est de luminance supérieure et de largeur angulaire ajustable.

FRF, SRF

Fonction de Réponse à une Fente ou Slit Response Function. Fonction donnant la relation entre l'angle sous lequel la caméra voit la fente thermique et la variation relative du thermosignal (ce n'est donc pas une température T mais une luminance L). FRF = \frac{(L' - Lo)}{(L1 - Lo)}. Cette fonction est aisément relevée sur les caméras classiques (à balayage optico-mécanique).
Pour les caméras actuelles, à matrice de détecteurs, le relevé de la FRF doit se faire en tenant compte qu'il existe, pour chaque angle de fente, une valeur mini et une valeur maxi de FRF, en fonction de la position relative de la caméra et de la fente. On se reportera utilement au descriptif détaillé que donne de ce problème l'article "Thermographie IR:prudence pour mesurer la température des fils chauds" [1] - le "fil chaud", dans les installations électriques, sont en effet un exemple très concret de l'application de la notion de "fente thermique".

fonction de réponse à une fentefonction de réponse à une fente

FRFT et PRG

Fonction de réponse à une fente, en température. S'agissant de températures et non plus de luminances comme dans la FRF, on passe de la seconde à la première par la courbe d'étalonnage de la caméra. Cette relation n'étant pas linéaire, la FRFT dépend maintenant des valeurs de températures de fond Tfond et de fente Tfente. L'intérêt de cette fonction FRFT est de déterminer l'erreur systématique qui est faite lors de la mesure de Tfente, en fonction de la largeur de la fente et quand le fond est à Tfond. On se reportera utilement au descriptif détaillé que donne de ce problème l'article "Thermographie IR:prudence pour mesurer la température des fils chauds" [2]

Le PRG, ou Pouvoir de Résolution Géométrique, est dérivé de la FRFT et mis en place par le CNPP (Centre de Prévention et de Protection - Centre technique de la FFSA) pour caractériser la résolution spatiale des caméras thermiques dans un cas particulier de mesure de température de fil chaud sur les installations électriques, le fil étant à 70°C et le fond étant à la température de la salle de caractérisation (ce qui ne permet pas d'obtenir un relevé répétitif). La procédure de caractérisation ne présente pas de caractère scientifique, mais selon le résultat du relevé, on attribue ou non une homologation à la caméra testée, appelée "CNPP Approval".

SSR et dimension de cible

Distance to "Spot Size Ratio". Rapport de la dimension du spot (de mesure) à la distance de mesure. Caractérisation de radiothermomètre appliquée à la caméra thermique par quelques nouveaux constructeurs. Cette caractérisation est incomprise par ceux qui l'ont "importée" (confusion entre luminance et température) et doit être évitée en thermographie.

Elle a eu une suite par la notion de diamètre minimal d'une cible circulaire dont on peut mesurer la température avec une caméra thermique, taille définie en nombre de pixels sur l'image thermique : 3x3, 4x4... Ce critère est incorrect puisqu'on n'y associe pas la valeur de l'erreur systématique acceptée, ni les valeurs des températures de la cible et du fond sur lequel se présente cette cible.

On se reportera utilement au descriptif que donne du SSR l'article "Thermographie IR:prudence pour mesurer la température des fils chauds" [3]. A vérifier.

Angle de mesure

Angle défini par la valeur correspondante à une FRF de valeur élevée (FRF = 0,98 par exemple).

Angle d'observation

Angle défini par la valeur correspondante à une FRF de valeur 0,5. Définition usuelle mais non conforme à la norme.

FOV

Field Of View, Angle de vue de l'objectif de la caméra. FOV horizontal (suivant le balayage ligne) et FOV vertical (suivant le balayage trame). Par exemple 24° x 18°.

IFOV

Instantaneous Field Of View. Angle de vue instantané. Angle sous lequel la caméra voit un objet correspondant à la projection géométrique du détecteur (ou plutôt du "pel" = point élémentaire, en cas de matrice de détecteurs) sur la scène thermique. Cet angle donne une idée du PRSO mais n'a rien à voir avec le PRSM. Pour une caméra à matrice, on a naturellement IFOV = FOV Horizontal / nombre de détecteurs sur une ligne. Par exemple : 24° (en mrad) / 320 = 1,3 mrad.

FTM

Fonction de Transfert de Modulation. Module de la fonction de transfert optique de la caméra. Transformée de Fourier de la FEL. N'a guère d'intérêt pratique qu'en déconvolution des images thermiques.

fonction de transfert de modulation

FEL

Fonction d'Etalement de Ligne. Réponse impulsionnelle de la caméra. Sans autre intérêt que de déterminer la FTM.

Nombre de détecteurs

Nombre de détecteurs d'une matrice suivant les lignes et les colonnes : 320 x 240 par exemple. Donne une idée du PRSO mais n'a rien à voir avec le PRSM.

Nombre de pixels

Le pixel est un élément d'image (contraction de "picture element"). C'est donc une notion applicable à une image numérisée. Pour une caméra à FPA, le nombre de pixels est égal au nombre de détecteurs (ou de pels - points élémentaires) de la matrice. Donne une idée du PRSO mais n'a rien à voir avec le PRSM.

Uniformité de réponse dans l'image thermique

Caractérise l'écart de flux mesuré en toutes zones de l'image par rapport à la valeur au centre de l'image. Ou toute autre définition qui quantifie la dispersion des valeurs mesurées sur l'image thermique. Les appareils à matrice disposent d'une fonctionnalité d'uniformisation des réponses des détecteurs, le NUC.

NUC, Non Uniformity Correction

Fonctionnalité des appareils à matrice, destinée à uniformiser les réponses des détecteurs. Sur une caméra thermique, la fonction assure également la compensation de dérive. Il existe plusieurs techniques : la plus répandue est celle qui fait passer un obturateur devant la matrice, à la demande, périodiquement ou pour une variation donnée de la température de la caméra (0,5°C par exemple). A cet instant, l'informatique de la caméra recalcule la matrice des offsets des détecteurs, matrice destinée à décaler la réponse des détecteurs entre eux afin d'obtenir une image où les écarts (bruit fixe) sont en dessous d'un certain seuil. La matrice des gains des détecteurs est installée à la fabrication de la caméra ; elle n'est pas accessible à l'utilisateur, sauf pour les caméras dites scientifiques.

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