News Wärmebildkameras: Flir wird für 8 Milliarden US-Dollar verkauft

[0-8-15 User]

Aufnehmen geht mit der Software echt nicht? Kann denn das Gerät selber Serienbildaufnahme automatisch, quasi 9fps Film?

Ich bin nicht auf dem Stand, was die offizielle FLIR Software aktuell alles kann, aber vermutlich muss man für Extrawünsche wie Serienaufnahmen oder Rohdaten im Livestream entweder auf Fremdsoftware (z.B. Ex Tools) zurückgreifen oder gleich selbst Hand anlegen. Gehen tut es aber auf jeden Fall, siehe: Flir Ex: Realtime raw radiometric data streaming via UVC

Da in den Metadaten so einige Limits stehen ist nicht direkt klar wie skaliert werden muss, aber ja, das bekommt man dann auch hin...

Wie die Rohdaten zu behandeln sind, wird hier erklärt: enhancement: extract binary data from FLIR radiometric jpg

 

[Randfee]

@0-8-15 User , sweet, danke. Besonders Ex Tools sieht schon ziemlich umfangreich aus. Endlich kommt mal einer auf die Idee pixelgenau zu kalibrieren und damit Differenz-Messungen zu machen einzubauen... sehr gut! Gibt's bei diversen sehr teuren Kameras/Softwarepaketen nicht und bauen wir immer selber ein (auf der Arbeit).
Da komme ich ja dann doch gleich in die Versuchung mir privat irgendwann mal eine E4 zum Basteln zu beschaffen, halt nur für alle kühleren Sachen, hm 🤔

 

[Thorque]

guten morgen, so bin heute im Büro hab mal geschaut, wir haben keine E4 oder E8 sondern eine (alte)
Flir i7
https://www.flir-infrarotkameras.de/i7

Aber ich denke der Unterschied zur E4 oder E8 ist keine Neuanschaffung wert bei unserem Einsatzgebiet oder wie seht ihr das? Taugt das teil was

 

[0-8-15 User]

@Thorque, ein echtes Upgrade wäre eine Flir E53, aber ohne Not würde ich nicht umsteigen.

Endlich kommt mal einer auf die Idee pixelgenau zu kalibrieren

Eine Ungleichmäßigkeitskorrektur führt die Flir E4 automatisch in regelmäßigen Abständen durch.

halt nur für alle kühleren Sachen, hm

Kannst du nicht einfach einen Filter vor die Linse schieben?

 

[soyd]

Eine Ungleichmäßigkeitskorrektur führt die Flir E4 automatisch in regelmäßigen Abständen durch.

Das ist ziemlich sicher nicht gemeint.
Die NUC wird immer benötigt, in welcher Form auch immer, hier ist das mit Shutter beschrieben, geht aber auch ohne...
Randfee meint die Emissionsgradeinstellung. Bei den meisten Cams stellt man einen Emissionsgrad ein, der gilt dann für die ganze Szene. Ist oft ziemlich blöd, wenn man verschiedene Materialien betrachtet und nicht überall Referenz-Aufkleber draufkleben will (je nach Temperatur auch garnicht möglich).

 

[0-8-15 User]

Randfee meint die Emissionsgradeinstellung.

Ich glaub nicht, dass man bei den Ex Tools den Emissionsgrad auf Pixelebene einstellen kann.

Bei den meisten Cams stellt man einen Emissionsgrad ein

Der in der Kamera eingestellte Emissionsgrad sollte die Rohdaten eigentlich nicht beeinflussen.

mir privat irgendwann mal eine E4 zum Basteln zu beschaffen

Was mir an der E4 am meisten fehlt, ist die Möglichkeit, manuell zu fokussieren.

Nachtrag: Wobei es selbst dafür eine Lösung gibt (Focus Adjustment Tool)

 

[soyd]

Der in der Kamera eingestellte Emissionsgrad sollte die Rohdaten eigentlich nicht beeinflussen.

da hast du vollkommen Recht.

 

[Randfee]

Kannst du nicht einfach einen Filter vor die Linse schieben?

um den Temperaturbereich eines Bolometers zu ändern... ja klar, das ginge, aber da man bei den meisten Geräten keinen Zugriff auf die Kalibrierkurve hat wird man da natürlich nichtlinear in der response, was ja blöd ist. Wenn man Rohdaten irgendwoher bekommt oder ein Gerät hätte wo man auf die Berechnung zugriff hat und diese ändern kann, dann geht das alles ;-)

Das ist ziemlich sicher nicht gemeint.
Die NUC wird immer benötigt, in welcher Form auch immer, hier ist das mit Shutter beschrieben, geht aber auch ohne...
Randfee meint die Emissionsgradeinstellung. Bei den meisten Cams stellt man einen Emissionsgrad ein, der gilt dann für die ganze Szene. Ist oft ziemlich blöd, wenn man verschiedene Materialien betrachtet und nicht überall Referenz-Aufkleber draufkleben will (je nach Temperatur auch garnicht möglich).

genau, wie oben beschrieben. Eine Referenzfläche (bekannte Emissivität) dient bei der Methode aber natürlich gerne als genau das: Referenz. Damit kennt man die Temperatur der thermisch ausgeglichenen Bildszene und kann so für jeden Pixel die Emissivität "postulieren".

Ich glaub nicht, dass man bei den Ex Tools den Emissionsgrad auf Pixelebene einstellen kann.

ja, da hast du dann letztlich Recht behalten, ich hatte beim schnellen drüberschauen fälschlicherweise gedacht.
ich meinte tatsächlich, wie @soyd auch unten schrieb, dass für eine im thermischen Gleichgewicht befindliche Bildszene in jedem Pixel die Emissivität so angepasst wird, dass das Bild homogen ist!
Leider hab ich mich vertan. Die ExTools können diese Art der Kalibrierung auch nicht, aber sie können so etwas Ähnliches was sie "Farb Differenzmessung" nennen.
https://joe-c.de/pages/posts/programm_ex_tools_158.php#v010
unter 0.99 zu finden bzw. hier im Bild
https://joe-c.de/media/thermo/dev/FlirExTools/Screen_13.jpg
Das hilft zwar beim besseren visuellen Erkennen von Veränderungen und hat daher auch seine Daseinsberechtigung. Das ist auch schon mal ganz nett, aber natürlich steigt die spektrale Strahlungsleistung bei halber Emissivität auch nur entsprechend weniger, daher nehmen die relativen Fehler auch linear mit delta-T zu. Das ganze klammert natürlich sowohl Reflexionen aus und nimmt überdies an, dass die Emissivitäten der im Bild befindlichen Materialien lokal (nahe der Referenztemperatur) konstant sind. Das passt für die meisten Materialien und relativ kleine deltaT ganz gut.

So ein feature wäre wohl zu "pro" als das man es mal irgendwo einbauen würde. Bei diversen Messobjekten kann man ja solche Referenzbilder ganz gut machen, Beispiel: ausgeschaltete Platine liegt auf Tisch. Die ist natürlich irgendwann im thermischen Gleichgewicht mit der umgebenden Luft. Heiße Glühbirnen hat man ja nicht mehr als Beleuchtung, sonst wäre das blöd wegen Reflexion, aber bei LED Licht kann man so mit Serienbildaufnahme z.B. viel besser erkennen, wann wo wieviel Leistung verbraten wird ;-)

Der in der Kamera eingestellte Emissionsgrad sollte die Rohdaten eigentlich nicht beeinflussen.

nein, natürlich nicht, aber genau deswegen will ich eigentlich ein Gerät was ich einfach auslesen kann und damit (live) rechnen kann wie ich will. Wie eine 0815 Industriekamera, nur halt im infraroten ;-)

 

[0-8-15 User]

Wenn man Rohdaten irgendwoher bekommt

Soweit ich das verstehe, entsprechen die Rohdaten bei den FLIR Kameras den Werten, die der ADC ausgibt.

aber genau deswegen will ich eigentlich ein Gerät was ich einfach auslesen kann und damit (live) rechnen kann wie ich will

Nachtrag: Hat mir nun doch keine Ruhe gelassen ... "realtime raw radiometric data streaming" geht astrein.

 

[soyd]

Soweit ich das verstehe, entsprechen die Rohdaten bei den FLIR Kameras den Werten, die der ADC ausgibt.

Das sind nicht die ADC Werte (wenn das Video der RAW Stream ist). Bei den wirklichen Rohdaten hätte man Streifenstrukturen mit drin. Im Video wurde auf jeden Fall die NUC schon angewandt, ziemlich sicher auch die temperaturabhängige Gehäusekompensation (Shutter).
Die wirklichen ADC Werte machen auch nicht allzuviel Sinn, sonst bräuchte man nen Schwarzkörper der den ganzen Bildbereich abdeckt.

@Randfee
du willst das vor der Ratiometrischen Korrektur so wie ich das verstehe, damit du die Plank Annäherung nicht zurückrechnen musst oder

 

[0-8-15 User]

wenn das Video der RAW Stream ist

Ja, das Video entspricht den Rohdaten mit Autolevel auf 8-Bit komprimiert und 100-fachem Zeitraffer.

du willst das vor der Ratiometrischen Korrektur so wie ich das verstehe

Die bekommt er im RAW Stream.

 

[Randfee]

howdy,

ich kenne diese "Handgeräte" nicht von FLIR und was die Software-Hacks bzw. tools wirklich liefern weiß ich auch nicht, daher bin ich der falsche das zu beantworten. Auf jeden Fall, egal was man macht, wäre es sehr hilfreich zu wissen was bei welchem output Signal draufgerechnet ist!!!
Völlig richtig, je nachdem was da schon draufgerechnet ist. Die spektralen Abstrahlverhalten sowie andere optische Eigenschaften beliebiger Materialien sind ja sowieso alle nur als Schwarzkörperstrahlung mit Emissivität als Abschwächung gerechnet, ich kenne den Terminus "Planck-Annäherung" nicht, das muss ein Thermografie-Geräte Jargon sein. Physikalisch muss ich, wenn ich's richtig rechnen will, Emissivität in Abhängigkeit der Wellenlänge und Temperatur kennen, sowie die externe Quanteneffizienz des Bolometers/Pyrometers sowie die Response curve. Letztlich reicht mir für den Sensor selber auch das letzte. Signal(input), wobei "input" die spektrale Leistungsdichte ist, welche wie gesagt Materialabhängig ist.
Ich gehe stark davon aus, dass diese Geräte wie auch das E4, alle von Grauen Körpern ausgehen.

Das sind nicht die ADC Werte (wenn das Video der RAW Stream ist). Bei den wirklichen Rohdaten hätte man Streifenstrukturen mit drin. Im Video wurde auf jeden Fall die NUC schon angewandt, ziemlich sicher auch die temperaturabhängige Gehäusekompensation (Shutter).
Die wirklichen ADC Werte machen auch nicht allzuviel Sinn, sonst bräuchte man nen Schwarzkörper der den ganzen Bildbereich abdeckt.

@Randfee
du willst das vor der Ratiometrischen Korrektur so wie ich das verstehe, damit du die Plank Annäherung nicht zurückrechnen musst oder

Die NUCs sollen angewandt sein, dazu zählen ja nicht nur Inhomogenitäten der einzelnen "Schaltkreise" sondern auch thermische Kopplung des Sensors, Vignette usw, wenn ich richtig gehe, oder? Dazu kenne ich die Geräte wie gesagt viel zu schlecht bis gar nicht, weiß nicht was die standardmäßig rechnen.
Falls das alles nicht der Fall ist bräuchte man, sagst du ja schon, einen homogenen Schwarzkörperstrahler. Falls der nicht scharf abgebildet werden soll ist das aber auch gar nicht so schwer, aber unschön.
Bei Pyrometern bzw. allen normalen VIS Kameras (die auf Photoeffekt basieren) ist die Linearität der EQE in weiten Teilen schon gegeben. Trotzdem macht man da ja z.B. auch Hell, Dunkel- und Bios-Bilder als "NUC", wenn man es richtig machen will (macht selbst jeder Hobby Astrofotograf). Bei Bolometern wegen der Eigenwärme nochmal deutlich komplexer. Wenn ich so ein Gerät hier hätte und käme zusätzlich zur berechneten Temperatur ans Signal dann wäre mit einer 0815 Messung an 3 Temperaturpunkten schnell klar, was das RAW Signal wirklich ist ;-)

Was bedeutet das jetzt. Welche Korrekturen sind da jetzt angewandt? Beim Thermografie-Jargon müsst ihr mir helfen. Ich bin kein Branchen-Fachmann und weiß daher auch nicht sicher, was bei der "radiometrischen Korrektur" standardmäßig bei diesen Systemen alles einfließt - vermute aber, dass es ziemlich basic ist. Man kann ja "nur" eine Emissivität vorgeben und hat keine Materialdatenbank.

Was ich oben als Zielanwendung geschildert basiert natürlich auf einem Signal welches bis auf Homogenisierung (NUC?) möglichst nicht weiter durch irgendwelche Annahmen verschlimmbessert ist, ja.

Die bekommt er im RAW Stream.

wie hast du die Daten wie oben gezeigt nun extrahiert, mit einer FLIR Software oder mit EX Tools oder dergleichen? Sorry, ich bin da weiterhin verwirrt.


Wenn die E4 nicht so ein auf der Baustelle sinnvolles, für den Rechnerbetrieb aber "beschissenes" Pistolengehäuse hätte (nichtmal Stativmount), hätte ich jetzt schon eine bestellt. Für manche Anwendungen halt blöd. Zusammen mit 9fps halt zwei klare Negativpunkte, aber Privat brauch ich nicht unbedingt mehr als 9fps, mounten will ich's aber schon
Läuft das Gerät eigentlich mit eingestecktem USB endlos oder zieht der dann den Akku leer im Betrieb?

Herrliche Diskussion, merci

 

[0-8-15 User]

wie hast du die Daten wie oben gezeigt nun extrahiert

Mit dem oben verlinkten Beispielcode (libuvc). Die Rohdaten werden einfach in eine Datei gestreamt.

Zusammen mit 9fps halt zwei klare Negativpunkte

Das 9 Hz Limit lässt sich wohl auch umgehen, aber vermutlich nicht so einfach und nicht per Software.

mounten will ich's aber schon

Es sollte nicht allzu schwer sein, eine geeignete Stativklemme aufzutreiben.

Läuft das Gerät eigentlich mit eingestecktem USB endlos oder zieht der dann den Akku leer im Betrieb?

Zieht leider den Akku langsam leer.

Was bedeutet das jetzt. Welche Korrekturen sind da jetzt angewandt?

Der folgende (extrem unschöne) Code aus dem eevblog berechnet die Temperatur aus den 16-Bit Rohdaten. Sämtliche Konstanten (insgesamt 15) bekommt man aus dem Exif-Header einer beliebigen mit der Kamera aufgenommenen JPEG-Datei.

Spoiler

float gettemp(unsigned short pixelvalue) {
  /* Calculate pixel temperature*/
  float h2o,tau,raw_atm,raw_atm2,raw_refl,raw_refl2,raw_obj,t_obj;

  h2o=rh/100 * exp(1.5587 + 0.06939 * at - 0.00027816 * pow(at,2) + 0.00000068455 * pow(at,3));
  tau=ax * exp(-sqrt(od) * (a1 + b1 * sqrt(h2o))) + (1-ax) * exp(-sqrt(od) * (a2 + b2 * sqrt(h2o)));
  raw_atm=pr1/(pr2*(exp(pb/(at+273.15))-pf))-po;
  raw_atm2=raw_atm*(1-tau);
  raw_refl=pr1/(pr2*(exp(pb/(rt+273.15))-pf))-po;
  raw_refl2=raw_refl*(1-em)*tau;
  raw_obj=(pixelvalue-raw_atm2-raw_refl2)/em/tau;
  t_obj=pb/log(pr1/(pr2*(raw_obj+po))+pf)-273.15;

  return t_obj;
}

Atmospheric Temperature         : 20.0 C
Atmospheric Trans Alpha 1       : 0.006569
Atmospheric Trans Alpha 2       : 0.012620
Atmospheric Trans Beta 1        : -0.002276
Atmospheric Trans Beta 2        : -0.006670
Atmospheric Trans X             : 1.900000
Planck R1                       : 12316.931
Planck B                        : 1341.5
Planck F                        : 1.6
Planck O                        : -6806
Planck R2                       : 0.024771789
Object Distance                 : 1.00 m
Emissivity                      : 0.95
Reflected Apparent Temperature  : 20.0 C
Relative Humidity               : 50.0 %

Herrliche Diskussion, merci

Kann ich nur zurückgeben. Ohne diesen Thread wäre ich vermutlich nicht auf die Idee gekommen, mir die Rohdaten zu krallen. Bisher hab ich nämlich einfach nur das normale Videosignal mitgeschnitten und die Temperaturanzeige mittels OCR ausgewertet.

 

[soyd]

Die NUCs sollen angewandt sein, dazu zählen ja nicht nur Inhomogenitäten der einzelnen "Schaltkreise" sondern auch thermische Kopplung des Sensors, Vignette usw, wenn ich richtig gehe, oder?

Ich denke im Gegensatz zur Beschreibung der NUC bei Flir muss man da besser differenzieren.
Für mich ist die NUC die Sensor + Ausleseschaltung Homogenisierung. Das geht noch per Sensormessstand ohne Gehäuse und ohne Objektiv.
Danach muss noch eine temperaturabhängige Korrektur des Gehäuse + Objektiv Einflusses erfolgen. Das Nutzsignal des Gesamtsystems liegt ja nur bei 10-25%. Den Rest was man "sieht" ist die Eigenwärme des Objektiv bzw. Gehäuse.
Ich behaupte mal bei den "günstigen" Flir oder auch anderen Systemen mit Wechselobjektiv wird nur mit einem Referenzobjektiv (wenn überhaupt) durchgeführt. Leider kenne ich die Dinger zuwenig um da wirklich eine Aussage treffen zu können.

Bei Bolometern wegen der Eigenwärme nochmal deutlich komplexer. Wenn ich so ein Gerät hier hätte und käme zusätzlich zur berechneten Temperatur ans Signal dann wäre mit einer 0815 Messung an 3 Temperaturpunkten schnell klar, was das RAW Signal wirklich ist ;-)

Genau so ist es.
Uncooled Bolometer:
erstmal bei einer Temperatur die einzelnen Bolometer zueinander linearisieren dann noch über x Sensortemperaturen die Temperaturabhängigkeit rausrechnen und erst danach kommen die weiteren Störgrößen rein (Gehäuse/Sensor).

Ich bin kein Branchen-Fachmann und weiß daher auch nicht sicher, was bei der "radiometrischen Korrektur" standardmäßig bei diesen Systemen alles einfließt - vermute aber, dass es ziemlich basic ist. Man kann ja "nur" eine Emissivität vorgeben und hat keine Materialdatenbank.

Nach der NUC + Störgrößen Kompensation hat man halt einen temperaturunabhängigen Spannungswert, dieser wird dann über mehrere Stützpunkte gemappt.
Ratiometrische Korrektur grob (Plank Annäherung):

T_Objekt = B/( ln(R / (U_d - O) +F) mit B = c/ λ
λ ist dabei die effektive Wellenlänge
B,R,O,F, c sind systemspezifisch
U_d Pixelspannung_korrigiert

Davor kann man natürlich auch noch die Atmosphäre mit reinrechnen, aber ja das ist wieder nen anderes Thema

Physikalisch muss ich, wenn ich's richtig rechnen will, Emissivität in Abhängigkeit der Wellenlänge und Temperatur kennen, sowie die externe Quanteneffizienz des Bolometers/Pyrometers sowie die Response curve. Letztlich reicht mir für den Sensor selber auch das letzte. Signal(input), wobei "input" die spektrale Leistungsdichte ist, welche wie gesagt Materialabhängig ist.

RAW Signal für mich ist die spektrale Leistungsdichte als Spannungssignal ohne weitere Anpassungen als oben genannt (ohne Ratiometrische Korrektur).


Ich finde die Diskussion auch sehr interessant.
Mal schön mit Leuten zu diskutieren die mehr bzw. deutlich mehr Ahnung haben

Ergänzung (8. Januar 2021)

Das 9 Hz Limit lässt sich wohl auch umgehen, aber vermutlich nicht so einfach und nicht per Software.

Pixelclock erhöhen 😈
Zwar unschön aber ich denke da wird genauso wie bei dem Lepton Sensor nur jedes 3te bzw. x-te Bild in den Stream gelegt... aber den Lepton Sensor kann man gut übertakten
Keine Ahnung ob die das per Eeprom Flag lösen oder per HW. Geht bestimmt auch so...

 

[0-8-15 User]

ich behaupte mal bei den "günstigen" Flir oder auch anderen Systemen mit Wechselobjektiv wird nur mit einem Referenzobjektiv (wenn überhaupt) durchgeführt.

Bei der Exx Serie (E40, ...) mit Wechselobjektiv schickt man die Kamera mit Objektiv ein und lässt neu kalibrieren.

U_d Pixelspannung_korrigiert

Genau die scheint in den Rohdaten zu stecken, die man im UVC Stream geliefert bekommt.

 

[SIR_Thomas_TMC]

Hat wer von euch sich an das firmwareupgrad E4 auf E8 gemacht? Wenn ja, wo habt ihr ne gute Anleitung gefunden? Auf dem eevblog board (wo mich google hingeführt hat) tu ich mir sehr schwer, den passenden Thread zu finden (weil gerne 40 oder 350 Seiten lang für unterschiedlichste Versionen).