Hur fungerar termisk bildbehandling?

Om du någonsin sett bilder eller videor där allt är en röd och gul röra, kallas det termografi-mer allmänt känt som termisk bildbehandling. Så här fungerar det.

Termisk bildbehandling används i alla möjliga olika scenarier-verktyg och energibolag använder den för att se var ett hus kan förlora värme genom dörr- och fönsterfel. Polisens helikoptrar använder den för att lokalisera misstänkta på natten. Väderstationer använder den för att spåra stormar och orkaner. Det används i det medicinska fältet för att diagnostisera olika sjukdomar och sjukdomar. Och vissa hemkamera, som den på Ring Doorbell, kan använda den också.

Vad är termisk bildbehandling?

I de mest grundläggande termerna tillåter termisk bildbehandling också att du ser ett föremåls värme utav sig själv. Värmekameror registrerar mer eller mindre temperaturen på olika föremål i ramen, och tilldela varje temperatur en nyans med en färg som låter dig se hur mycket värme det utstrålar jämfört med föremål runt det.

Koldere temperaturer ges ofta en nyans av blått, lila eller grönt, medan varmare temperaturer kan tilldelas en nyans av rött, orange eller gult. Till exempel i bilden längst upp i det här inlägget märker du att personen är täckt med nyanser av rött, orange och gul, medan andra områden är blåa och lila. Det beror på att hon utstrålar mer värme än omgivande föremål.

Vissa värmekameror använder istället en gråskala. Polisens helikoptrar, till exempel, använder en gråskala för att få misstänkta att sticka ut.

Hur fungerar termisk bildbehandling?

Ett exempel på en professionell termisk kamera.

Termokameror upptäcker temperaturen genom att känna igen och fånga olika nivåer av infrarött ljus. Detta ljus är osynligt för blotta ögat, men kan kännas som värme om intensiteten är tillräckligt hög.

Alla föremål avger någon form av infraröd strålning, och det är ett av de sätt som värmen överförs. Om du håller handen över några heta kolar på grillen, ger kolerna ut ett ton av infraröd strålning, och värmen överför till din hand. Dessutom lämnas bara ungefär hälften av solenergin som synligt ljus - resten är en blandning av ultraviolett och infrarött ljus.

Ju varmare ett objekt är desto mer infraröd strålning det producerar. Termokameror kan se denna strålning och konvertera den till en bild som vi då kan se med våra ögon, ungefär som hur en nattkamera kan fånga osynligt infrarött ljus och konvertera det till en bild som våra ögon kan se.

Inuti en värmekamera finns en massa små mätinstrument som infångar infraröd strålning, kallad mikrobolometrar, och varje pixel har en. Därifrån registrerar mikrobolometern temperaturen och tilldelar den pixeln till en lämplig färg. Som du kanske har gissat är det därför de flesta termokameror har en extremt låg upplösning jämfört med moderna TV-apparater och andra skärmar. En mycket bra upplösning för en termisk kamera är bara omkring 640 × 480.

Hur är det annorlunda än nattvision?

Teknisk termisk bildbehandling kan vara en form av nattvisa, och den används som sådan. Men om ditt mål är att helt enkelt se i mörkret är det lite överkilligt.

I polisens helikoptrar är till exempel termisk nattvision bra att ha, eftersom det lätt kan skilja en person från resten av miljön. Det gör det inte bara lättare att upptäcka misstänkta i mörkret, men även i stort dagsljus gör det det mycket lättare att hitta någon som kan ha blandat sig med omgivningen.

De flesta värmekameror är dock beroende av längre infraröda våglängder, medan din typiska kamera för nattsäkerhet fånga kortare våglängder av infraröd och är mycket billigare till tillverkaren. Termiska kameror, å andra sidan, har förmågan att fånga längre våglängder av infraröd, så att det kan detektera värme.

Bilder av Heather Cowper / Flickr, NASA, NASA / Flickr, Kecko / Flickr