Il valore NETD, espresso in millikelvin, indica la capacità di un dispositivo termico di distinguere differenze molto piccole di temperatura. Le indicazioni NETD <20 mK e NETD <15 mK descrivono sensori particolarmente sensibili, capaci di separare dettagli termici che presentano temperature molto simili. A parità di tutte le altre caratteristiche, un valore più basso corrisponde a una migliore sensibilità e può produrre immagini più ricche di sfumature nelle condizioni ambientali difficili.
Che cos’è il NETD
NETD è l’acronimo di Noise Equivalent Temperature Difference, traducibile come differenza di temperatura equivalente al rumore.
Il valore esprime la più piccola differenza termica che il sistema riesce a distinguere dal proprio rumore elettronico. Quando due superfici hanno temperature molto simili, un sensore poco sensibile può rappresentarle come un’unica area uniforme. Un dispositivo con NETD più basso riesce invece a separare meglio le diverse sfumature.
Il NETD non misura la temperatura minima rilevabile e non indica direttamente la distanza alla quale può essere osservato un animale.
Che cosa significa mK
La sigla mK significa millikelvin. Un millikelvin corrisponde a un millesimo di kelvin. Poiché l’ampiezza di un kelvin equivale a quella di un grado Celsius, una differenza di 1 mK corrisponde anche a una variazione di 0,001 °C.
Di conseguenza:
- 20 mK corrispondono a 0,020 °C;
- 15 mK corrispondono a 0,015 °C;
- 40 mK corrispondono a 0,040 °C;
- 50 mK corrispondono a 0,050 °C.
Questi numeri non devono essere interpretati come una precisione assoluta nella misurazione della temperatura. Descrivono la capacità di separare differenze termiche molto piccole all’interno dell’immagine.
Perché un valore basso è migliore
Il rumore termico ed elettronico può nascondere i dettagli meno contrastati. Più il valore NETD è basso, minore è la differenza di temperatura necessaria affinché un particolare emerga dal rumore.
Un dispositivo con NETD ridotto può quindi offrire:
- maggiore separazione tra soggetto e ambiente;
- più dettagli sulle superfici osservate;
- contorni più leggibili;
- migliore riconoscimento di vegetazione e terreno;
- immagini meno uniformi nelle scene a basso contrasto;
- maggiore efficacia con nebbia, umidità o pioggia leggera.
Il vantaggio diventa evidente soprattutto quando l’animale e lo sfondo hanno temperature molto simili.
NETD inferiore a 20 mK
Un valore dichiarato NETD <20 mK identifica un sensore termico ad alta sensibilità. In condizioni favorevoli può distinguere variazioni inferiori a 0,020 °C.
Questa sensibilità favorisce la visualizzazione delle diverse parti del corpo dell’animale, della vegetazione, dei rami e delle caratteristiche del terreno. Il soggetto non appare soltanto come una sagoma luminosa, ma può mostrare sfumature utili al riconoscimento.
Un NETD inferiore a 20 mK rappresenta già un livello molto elevato per un dispositivo termico destinato all’osservazione venatoria.
NETD inferiore a 15 mK
Un valore NETD <15 mK indica una sensibilità ancora maggiore. Il sensore può separare differenze termiche inferiori a 0,015 °C nelle condizioni previste dalla misurazione.
Rispetto a un dispositivo inferiore a 20 mK, il miglioramento numerico è di 5 mK. Questa differenza può rendere più leggibili le scene con contrasto termico estremamente ridotto, ma non garantisce automaticamente un’immagine visibilmente superiore in ogni situazione.
Quando il contrasto è già elevato, per esempio tra un animale caldo e un ambiente molto freddo, la differenza tra 15 e 20 mK può risultare meno evidente.
Confronto tra 20 e 15 mK
A parità di risoluzione, obiettivo, apertura, elaborazione elettronica e condizioni di prova, il sensore con NETD inferiore a 15 mK dovrebbe riprodurre più gradazioni termiche rispetto a quello inferiore a 20 mK.
Nell’impiego reale, tuttavia, la differenza dipende dalla scena osservata. Il vantaggio del valore più basso tende a emergere soprattutto:
- all’alba e al tramonto;
- in presenza di elevata umidità;
- con nebbia o foschia;
- dopo una pioggia;
- nel bosco fitto;
- quando terreno, vegetazione e animale hanno temperature simili.
Un NETD di 15 mK è teoricamente migliore di uno di 20 mK, ma il valore deve essere confrontato all’interno di sistemi realmente equivalenti.
Il contrasto termico
Il contrasto termico è la differenza di temperatura tra il soggetto e lo sfondo. Durante una notte fredda, un animale a sangue caldo può distinguersi facilmente anche con un dispositivo dal NETD meno favorevole.
Nelle serate calde e umide, invece, terreno, rocce, vegetazione e selvatico possono raggiungere temperature simili. In queste condizioni la sensibilità termica diventa particolarmente importante.
Un valore NETD ridotto permette di rappresentare meglio le piccole differenze presenti all’interno della scena, facilitando la lettura di forme e contorni.
Il rumore dell’immagine
Il rumore si manifesta come una trama instabile, granulosa o irregolare sovrapposta all’immagine. Può rendere meno visibili i dettagli fini e confondere superfici caratterizzate da temperature simili.
Un sensore più sensibile produce un segnale termico più facilmente distinguibile dal rumore. L’immagine può apparire più pulita e ricca di passaggi intermedi.
Il risultato osservato sul display dipende però anche dagli algoritmi di riduzione del rumore e dall’elaborazione digitale effettuata dal dispositivo.
La risoluzione del sensore
NETD e risoluzione misurano caratteristiche differenti. La risoluzione, per esempio 384 × 288 oppure 640 × 512 pixel, indica il numero di elementi sensibili presenti nel sensore.
Il NETD descrive invece la capacità di distinguere piccole differenze di temperatura. Un sensore può avere una risoluzione elevata ma una sensibilità termica meno favorevole, oppure un numero inferiore di pixel accompagnato da un NETD molto basso.
La qualità finale deriva dall’equilibrio tra risoluzione, sensibilità, ottica ed elaborazione.
L’importanza dell’obiettivo
L’obiettivo raccoglie la radiazione infrarossa e la concentra sul sensore. Diametro, qualità delle lenti e apertura influenzano la quantità di energia termica disponibile.
Un obiettivo con elevata trasmissione e apertura favorevole permette al sensore di ricevere un segnale più intenso. Un’ottica meno luminosa può limitare il vantaggio offerto da un NETD particolarmente basso.
Per confrontare due dispositivi è quindi opportuno considerare anche il valore di apertura dell’obiettivo, spesso indicato attraverso il rapporto focale.
Il ruolo dell’elaborazione
Dopo la rilevazione, il segnale viene trasformato in un’immagine visibile. Contrasto, nitidezza, riduzione del rumore e valorizzazione dei dettagli dipendono dai processori e dagli algoritmi impiegati.
Un dispositivo con NETD leggermente superiore ma dotato di un’elaborazione efficace può produrre un’immagine percepita come più gradevole rispetto a un modello con specifica migliore ma software meno evoluto.
Un’elaborazione troppo aggressiva può però creare contorni artificiali, eliminare sfumature o produrre un’immagine apparentemente nitida ma povera di informazioni reali.
La calibrazione del sensore
I sensori termici richiedono periodicamente una calibrazione, spesso chiamata NUC. Durante questa operazione il dispositivo corregge le differenze di risposta tra i singoli pixel.
La calibrazione può essere automatica, manuale oppure assistita da un otturatore interno. Una regolazione efficace contribuisce a mantenere uniforme l’immagine e a ridurre il rumore.
Un sensore con NETD molto basso non può esprimere pienamente le proprie qualità se la calibrazione non è corretta.
Le condizioni di misurazione
Il valore NETD viene determinato in laboratorio secondo condizioni definite. Il risultato può dipendere da temperatura della scena, apertura dell’obiettivo, frequenza, metodo di misurazione e configurazione del sistema.
Due valori dichiarati da produttori differenti non sono sempre perfettamente confrontabili se non sono stati ottenuti utilizzando lo stesso metodo.
Occorre inoltre distinguere tra il NETD del solo sensore e quello dell’intero sistema comprendente sensore, elettronica e ottica.
Il simbolo minore
Nelle indicazioni <20 mK e <15 mK, il simbolo “<” significa “inferiore a”. Il produttore dichiara quindi che il valore misurato rimane al di sotto della soglia indicata.
Non viene necessariamente comunicato il valore esatto. Due dispositivi dichiarati entrambi inferiori a 20 mK potrebbero quindi avere prestazioni misurate differenti.
NETD e distanza di rilevamento
Un NETD basso non determina direttamente la distanza massima di rilevamento. Questa dipende soprattutto dalla focale dell’obiettivo, dalla risoluzione, dalla dimensione dei pixel, dalle condizioni atmosferiche e dalle dimensioni del soggetto.
La sensibilità termica può migliorare la separazione del soggetto dallo sfondo, ma non sostituisce il numero di pixel necessari per riconoscerne forma e dettagli.
Rilevamento, riconoscimento e identificazione rappresentano inoltre tre livelli differenti: vedere una presenza termica non significa riconoscere con certezza la specie osservata.
NETD e ingrandimento digitale
L’ingrandimento digitale amplia i pixel già acquisiti dal sensore e non aggiunge nuove informazioni. Aumentando lo zoom diventano più evidenti rumore, sfocatura e limiti della risoluzione.
Un NETD basso può mantenere più leggibili le sfumature, ma non impedisce la perdita di dettaglio provocata da un ingrandimento digitale elevato.
Nell’uso venatorio
Un dispositivo con NETD inferiore a 20 o 15 mK risulta particolarmente utile nell’osservazione del selvatico in condizioni caratterizzate da scarso contrasto termico.
La maggiore sensibilità può facilitare la distinzione tra il corpo dell’animale, i rami, il terreno e la vegetazione. Non sostituisce però l’identificazione visiva sicura e il rispetto delle norme applicabili all’impiego dei dispositivi termici.
Prima di scegliere un modello è opportuno valutare l’immagine nelle condizioni reali in cui verrà utilizzato, senza basarsi esclusivamente sul valore riportato nella scheda tecnica.
Come confrontare due dispositivi
Oltre al NETD è importante verificare:
- risoluzione del sensore;
- dimensione del pixel;
- diametro e apertura dell’obiettivo;
- campo visivo;
- frequenza di aggiornamento;
- qualità del display;
- algoritmi di elaborazione;
- distanza ottica di rilevamento;
- ergonomia e autonomia.
Il dispositivo migliore non è necessariamente quello con il numero NETD più basso, ma quello che offre il miglior equilibrio tra tutte le caratteristiche necessarie all’impiego previsto.
Lo sapevi che?
La differenza numerica tra 20 e 15 mK è pari ad appena 0,005 °C. Nonostante sia estremamente piccola, può contribuire alla lettura delle sfumature termiche quando soggetto e ambiente presentano temperature quasi identiche.
In sintesi
Il NETD misura la capacità di un dispositivo termico di distinguere piccole differenze di temperatura dal rumore del sistema. Più il valore è basso, maggiore è la sensibilità teorica.
Un NETD inferiore a 15 mK è nominalmente migliore di uno inferiore a 20 mK, soprattutto nelle scene con ridotto contrasto termico. La qualità reale dipende però anche da risoluzione, ottica, elaborazione, calibrazione e condizioni di utilizzo.
Il valore NETD deve quindi essere considerato un parametro fondamentale, ma non l’unico criterio con cui valutare un visore o un cannocchiale termico.
