Análise técnica dos tipos de dispositivos de visão noturna: os com tubo (tradicionais) e as câmeras térmicas infravermelhas militares, bem como os Critérios de Johnson, estabelecidos na década de 1950, que descrevem três níveis de capacidade dos sensores: detecção, reconhecimento e identificação e suas aplicações.
A partir da perspectiva de classificação, os dispositivos de visão noturna podem ser divididos em dois tipos: dispositivos de visão noturna com tubo (dispositivos tradicionais de visão noturna) e câmeras térmicas infravermelhas militares. Precisamos aprofundar um pouco na parte técnica entender a diferença entre esses dois tipos de dispositivos de visão noturna.
Apenas as câmeras de imagem térmica infravermelha militares podem produzir imagens de alta qualidade. Elas não precisam depender da luz das estrelas ou da lua, mas utilizam a diferença na radiação térmica dos objetos para formar a imagem. O brilho da tela indica alta temperatura, e a escuridão indica baixa temperatura. Um dispositivo de imagem térmica infravermelha militar com bom desempenho pode refletir uma diferença de temperatura de milésimos de grau, permitindo identificar veículos, pessoas escondidas em florestas e gramados, e até objetos enterrados no solo, mesmo através de fumaça, chuva, neve e camuflagem.
Os dispositivos para uso Civil por sua vez não são tão sensíveis e não tem a capacidade de fazer a detecção através de barreiras como a própria roupas, folhagem ou camuflagem.
Tais diferenças se dão pela sua própria aplicação uma vez que os equipamentos de visão noturna de uso civil são utilizados para detecção de animais e não especificamente humanos.
Mas o que é um dispositivo de visão noturna com tubo e um dispositivo de visão noturna de imagem térmica infravermelha
O dispositivo de visão noturna com tubo de ampliação de imagem é um dispositivo tradicional, que pode ser dividido em uma a quatro gerações, de acordo com a geração do tubo de ampliação de imagem.
A primeira geração de dispositivos de visão noturna não atende à necessidade de aumento de brilho e clareza de imagem, os dispositivos de visão noturna de primeira geração e de primeira geração são hoje totalmente obsoletos. Portanto, para um uso real e prático, é necessário um dispositivo de visão noturna de tubo de imagem de segunda geração ou superior.
Já, os dispositivos de visão noturna de imagem térmica infravermelha é um ramo das câmeras térmicas.
Os tradicionais são mais portáteis do que os tipos telescópicos e são usados principalmente para inspeção de engenharia. No final do século passado, com o desenvolvimento da tecnologia de imagem térmica, devido às vantagens técnicas sobre os dispositivos tradicionais de visão noturna, o exército dos EUA começou a equipar dispositivos de visão noturna infravermelha. O dispositivo de visão noturna térmica infravermelha, também conhecido como telescópio de imagem térmica, pode ser usado durante o dia, mas é chamado assim por sua eficácia principal à noite.
Os dispositivos de imagem térmica infravermelha têm altos requisitos técnicos de produção, portanto, existem poucos fabricantes no mundo que podem produzi-los.
A principal diferença entre dispositivos de visão noturna tradicionais de segunda geração + e dispositivos de visão noturna de imagem térmica infravermelha em condições de total escuridão, o dispositivo de visão noturna de imagem térmica infravermelha tem vantagens claras
Como o dispositivo de visão noturna de imagem térmica infravermelha não é afetado pela luz, a distância de observação em total escuridão é a mesma que em luz comum. Dispositivos de visão noturna de segunda geração ou superior precisam de fontes de luz infravermelha auxiliares em total escuridão, que geralmente alcançam apenas 100 metros. Portanto, em ambientes muito escuros, a distância de observação do dispositivo de imagem térmica infravermelha é muito maior do que a dos dispositivos tradicionais.
Em ambientes adversos, os dispositivos de imagem térmica infravermelha possuem vantagens, como em condições adversas como névoa e chuva, a distância de observação dos dispositivos de visão noturna tradicionais será reduzida. No entanto, o dispositivo de imagem térmica infravermelha será afetado muito pouco.
Em um ambiente onde a intensidade da luz varia muito, o dispositivo de visão noturna de imagem térmica infravermelha tem vantagens. Sabe-se que dispositivos de visão noturna tradicionais são sensíveis à luz forte. Embora muitos tenham proteção contra luz forte, mudanças drásticas na iluminação impactarão a observação. O dispositivo de imagem térmica infravermelha, por outro lado, não será afetado pela luz. É por isso que dispositivos de visão noturna em carros de luxo, como os da Mercedes-Benz e BMW, utilizam câmeras térmicas.
O principal objetivo do dispositivo de visão noturna de imagem térmica é localizar e identificar o tipo de alvo, seja uma pessoa ou um animal. Por outro lado, o dispositivo de visão noturna tradicional, se a clareza for suficiente, pode identificar claramente o rosto de
Critérios de Johnson para Detecção e Reconhecimento por Imagens Térmicas e porque conhecer essa classificação é importante.
No final da década de 1950, John W. Johnson, militar do Exército dos EUA, conduziu experimentos pioneiros com intensificadores de imagem de visão noturna para quantificar quão detalhada a imagem precisa ser para várias tarefas visuais. Em seu artigo de 1958 “Análise de Sistemas de Formação de Imagem”, Johnson relatou limiares empíricos (em pares de linhas em um alvo) necessários para diferentes tarefas. Isso ficou conhecido como Critérios de Johnson. Revolucionou o design de sensores ao permitir que engenheiros pudessem prever a que distância um alvo poderia ser visto, reconhecido ou identificado sob determinadas condições. Utilizando esses critérios, muitos modelos preditivos foram desenvolvidos para classificar o desempenho de sensores em diferentes condições operacionais.
O pesquisador em seu estudo dividiu a capacidade dos equipamentos em Tarefas de Detecção, Reconhecimento e Identificação (DRI) Assim os Critérios de Johnson definem três tarefas visuais principais e são utilizados até hoje:
- Detecção: O observador percebe simplesmente que um objeto está presente. (Nesse nível, pode-se ver apenas uma “mancha” ou mudança na cena.) Johnson descobriu que a detecção requer cerca de 1,0 ± 0,25 pares de linhas no alvo.
- Reconhecimento: O observador pode identificar o tipo geral de objeto (por exemplo, distinguir uma pessoa de um veículo). Isso requer mais detalhes – originalmente cerca de 4,0 ± 0,8 pares de linhas.
- Identificação: O observador pode identificar o objeto específico (por exemplo, um modelo de veículo específico ou uma pessoa específica). Esta é a tarefa mais difícil, exigindo cerca de 6,4 ± 1,5 pares de linhas.
Johnson também notou um passo intermediário de “orientação” em aproximadamente 1,4 pares de linhas, mas discussões modernas geralmente se concentram nas tarefas DRI. Em termos de engenharia prática, um par de linhas corresponde a cerca de dois pixels de imagem no alvo. Nas especificações modernas de imagens térmicas, esses limiares frequentemente são arredondados para 1, 3 e 6 ciclos para 50% de probabilidade de realizar a tarefa.
Os critérios originais de Johnson são frequentemente resumidos da seguinte forma para uma taxa de sucesso de 50% em cada tarefa: Detecção (presença de objeto): ~1,0 par de linhas no alvo (50% de probabilidade)., Reconhecimento (classe de objeto): ~4,0 pares de linhas no alvo, Identificação (objeto específico): ~6,4 pares de linhas no alvo.
Esses valores assumem um alto contraste entre o alvo e o fundo e um observador ideal. Muitos sistemas citam números simplificados de “DRI” de 1-3-6 ciclos (pares de linhas) para detecção-reconhecimento-identificação, respectivamente. Por exemplo, uma diretriz da OTAN usa aproximadamente 1 ciclo para detecção, 3 para reconhecimento e 6 para identificação.
Os Critérios de Johnson são frequentemente expressos probabilisticamente: dado N ciclos no alvo, há uma probabilidade correspondente de realizar corretamente cada tarefa (geralmente em forma sigmoidal, com 50% nos limiares tabulados). No entanto, é mais comumente utilizado como uma “regra geral” que relaciona a resolução requerida à tarefa.
Esse critério é utilizado para se verificar a eficiência de cada sistema em especial de sua utilização e conhecer estes fundamentos é essencial para entender a fundamentação utilizada pela Diretoria de Fiscalização de Produtos Controlados do Exército Brasileiro em sua deliberações sobre tais produtos.
Em conclusão, a regulamentação dos equipamentos de visão noturna civis não é necessária, uma vez que esses dispositivos são restritos em suas capacidades comparadas aos equipamentos militares. Os dispositivos civis, projetados principalmente para observação de atividades recreativas, como a detecção de animais, não possuem a sensibilidade e a tecnologia avançada que permitem a detecção de alvos em cenários adversos, como camuflagem ou condições climáticas difíceis. Além disso, esses equipamentos não são utilizados em contextos que possam ameaçar a segurança pública e são amplamente acessíveis e utilizados de forma responsável pela população. Considerando que a aplicação dos dispositivos civis é mais voltada para lazer e pequenas atividades, a imposição de controles rigorosos não só seria desproporcional, mas também desnecessária, uma vez que os riscos associados a esses equipamentos são significativamente baixos. Portanto, os equipamentos de visão noturna civis devem ser mantidos como produtos acessíveis e não controlados, garantindo o direito ao uso seguro e responsável por parte da população.
Leia a integra do Estudo de Johson: https://home.cis.rit.edu/~cnspci/references/johnson1958.pdf
Dr. Marcelo Garcia Barazal (DR. BERETTA) – Advogado Criminalista, especializado em legislação de armas, Produtos Controlados e Porte Federal
