热像仪在实用中的MRTD

    1  引言

    最小可分辨温差(MRTD)是热像仪的综合性能参数。MRTD的定义是[l]:用热像仪观察标准的四杆测试图案，当观察者能从仪器显示器(通常是荧光屏)上有把握地分辨出图案条纹时，杆形目标与背景之间的温差称为最小可分辨温差。标准测试图案由四根垂直条纹组成，条纹间隔与条纹等宽，条纹的长宽比是7:1。条纹目标和背景都是黑体。

    由于仪器的MRTD是在实验室测得或计算出的，所以在实际使用中，因使用条件不同，必须根据具体情况对已知的MRTD进行换算，才能得到具体情况下的MRTD值。如果考虑大气衰减、目标形状和不同的判读要求等级这三个实际使用条件对热像仪性能的影响，把仪器的实验室MRTD值变为实际中的MRTD‘值，换算关系可以写成^[2]

式中，大气衰减修正部分[ ]中表示的是对波长在仪器工作波段△λ内取平均值，T₀、c₂和τ_λ丸分别为环境温度、第二辐射常数和大气光谱透过率。m是目标的长宽比，n是确定MRTD所要求的目标上应包含的可分辨线对数，n₀是实际判读要求条件下目标上应包含的可分辨线对数。

    (1)式可以作为地面热像仪的实际性能表达式。如果是机载热成像系统，其性能表达式可以写成^[2]

    从热像仪MRTD的定义及实验室测量原理可知，热像仪的MRTD值是在某些特殊条件下得到的，这些条件是:目标为四杆图案，近距离(不考虑大气影响)，有把握发现识别目标，预先知道目标的性质、大小和位置。而在野战条件下仪器的MRTD值必须考虑上述具体的条件。修正式(1)和(2)考虑了大气衰减、目标大小、不同判读等级对MRTD的影响，但没有考虑搜索因素的影响。在野战条件下，人们预先并不知道目标的性质、大小和位置，因此发现目标前总有一个视场搜索(对显示屏)过程，此搜索过程将会对热像仪的MRTD值产生影响。本文讨论野战条件下视场搜索对MRTD的影响，并给出了影响因素的修正公式。

    2  视场搜索与目标发现概率

    在野战条件下，发现目标前热像仪通常要在预定范围内搜索目标，而人眼要对热像仪的显示屏进行搜索，如果h表示目标出现在搜索视场内，L犯t表示观察者发现目标，则人眼发现目标的概率可以写成条件概率的乘积^[3]

    P_d=P[In]-P[Det/In]          (3)

其中，P[In]表示目标出现在视场内的概率，P[Det/In]表示目标在搜索视场内时人眼搜索显示屏发现目标的概率。