Calibration method of ultra high resolution infrared camera output for new design strategies

L’argomento trattato nella tesi concerne il processo di analisi e trattamento delle immagini prodotte dalla telecamera a infrarossi INO HRXCAM-16K, al fine di trovare una relazione di calibrazione che leghi i dati digitali di output a dati realmente misurabili dall’ambiente in esame. Gli output ottenuti tramite la telecamera a infrarossi non sono termogrammi, ma sono delle immagini in scala di grigi in cui ciascun pixel assume un valore numerico che deve essere successivamente tradotto in valore di radiazione termica. Tale telecamera utilizza un file di calibrazione iniziale che permette di mappare la posizione dei Bad Pixel e correggere gli errori di Gain. I valori di output prodotti dalla macchina tendono a subire un drift nel tempo, e quindi è necessaria l’esecuzione di un offset, cioè di un’operazione che compensi il drift creatosi riportando i valori al loro stato originale. Risulta evidente la necessità di risalire alle immagini corrette tramite l’applicazione di una funzione che prenda in causa l’offset e il gain. Tramite formule fornite direttamente dalla casa produttrice, è stato possibile risalire ai valori corretti del segnale elettrico. Sono stati inseriti nella scena dei sensori di rilevamento di temperatura, in maniera tale da avere dei riferimenti reali utili come dati di partenza per la calibrazione. È stata calcolata la radiazione termica di porzioni di pixel presenti nella scena tramite la relazione di Stefan-Boltzman. Sapendo che la relazione che lega tale radiazione con i valori di output del segnale elettrico è lineare, è stato possibile risalire all’equazione di calibrazione tramite regressione lineare dei dati. Si è potuto così facilmente sostituire ciascun valore di segnale elettrico con il corrispondente valore di radiazione termica per realizzare delle mappe termiche della scena. Tutto lo studio è stato svolto nella fase di post produzione tramite la lettura e la manipolazione dei dati sul software di programmazione Python3.