CN104090581B - 红外热像仪场景匹配的智能实现 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红外热像仪场景匹配的智能实现。该系统首先通过红外热像仪对需要分析的红外目标进行图像采集然后预处理，从而获得红外目标的模板。该系统采用模式识别技术通过特定标识下载的模板对红外摄像视场内的目标进行自动识别匹配，从而可以高精度定位标准拍摄角度和方位，保证在不同时间、不同使用者拍摄的热像图高度一致。采集的数据通过无线通信网络上传至服务器。服务器通过特定标识获取历史记录及上传记录的相关信息数据，并计算和记录该目标的相关信息数据，进而将分析后的结果反馈给用户。该系统包括：红外热像仪，无线通信网络和服务器。

Description

红外热像仪场景匹配的智能实现

技术领域

本发明涉及红外热像仪的智能分析领域，特别是涉及一种红外热像仪场景匹配的智能实现。

背景技术

随着信息化和工业化的融合发展，信息技术渗透到了工业产业的企业链的各个环节，尤其是互联网技术在工业领域的应用。工业企业中生产线高速运转，一旦出现问题将会出现巨大的经济损失；大型机房中多台服务器超负荷运转，一旦出现问题将可能导致重要信息的丢失；若可以对生产线及机房进行红外检测，可以预先判断问题所在，可以最大限度地降低损失，但有时由于检测的全面性和复杂性，需要对工作人员进行相关流程的培训，增加了检测的操作难度。红外热像仪场景匹配的智能实现可以将用户的操作复杂程度降到最低，使得红外检测应用更为广泛。

发明内容

为了提高工作人员对红外检测的易操作性、便捷性，本发明提出一种红外热像仪场景匹配的智能实现，让工作人员在较为简单的操作步骤下快速进行红外检测工作，并获得全面的检测结果。

为实现上述目的，本发明涉及一种红外热像仪场景匹配的智能实现。该系统首先通过红外热像仪对需要分析的红外目标进行图像采集然后预处理，从而获得红外目标的模板。该系统采用模式识别技术通过特定标识下载由此获得的模板对红外摄像视场内的目标进行自动识别，获取该目标记录的相关信息数据，并通过无线通信网络上传至服务器。服务器通过特定标识获取历史记录及上传记录的相关信息数据，并计算和记录该目标的相关信息数据，进而将分析后的结果反馈给用户。该系统包括：红外热像仪，可见光摄像头，无线通信网络和服务器。该系统可使用户有效降低对采集红外目标图像的流程的认知程度，可广泛应用于生物、通讯、钢铁、医学、安防、电力等需要红外检测的各个领域进行对红外目标的智能分析。

根据本发明的实施例，其中便携式红外热像仪包括红外摄像头、可见光摄像头、图像采集模块、目标识别模块、显示模块和通讯模块。其中图像采集模块用于获取红外摄像头的视频/图像信息；目标识别模块用于将获取到的红外图像信息与下载的目标模板进行匹配识别，以调整角度和方位与模板达到一致；显示模块用于显示实时采集的红外图像信息以及能够显示正确匹配的标志信息；通讯模块通过无线传输方式将获取到的视频/图像信息上传至服务器以及下载目标模板。其中固定式红外热像仪包括红外摄像头、可见光摄像头，图像采集模块、目标识别模块和通讯模块，功能与便携式红外热像仪功能一致。

根据本发明的实施例，其中红外目标模板是服务器通过对红外热像仪预先针对红外目标采集的视频/图像进行预处理，获得目标的形状或镂空边缘特征，进而对该红外目标的形状特征以及其他附加信息包括摄像头信息、拍摄时间、拍摄地点、拍摄分辨率、焦距、角度和倍距等信息进行记录形成的。

根据本发明的实施例，其中该系统下载模板所需要的特定标识是预先对红外目标采集视频/图像时添加的特殊标识，以便服务器能够方便检索该红外目标的存储位置。该特殊标志可以是条形码或二维码等标识。

根据本发明的实施例，其中该系统所描述的自动识别是通过模式识别技术完成的，具体操作步骤：下载红外目标模板至红外热像仪；调整便携式红外热像仪或固定式红外热像仪的角度或方位，然后自动检索目标模板进行一一匹配；若匹配成功，则进行视频/图像采集并上传记录，取消该模板信息进行下一次调整角度或方位直到模板信息全部匹配完毕。

根据本发明的实施例，其中该红外热像仪场景匹配的智能实现的目标识别匹配方法包括：

(1)基于直线或曲线的目标识别匹配方法，该方法通过对待分析的红外目标进行边缘检测获取该红外目标的边缘线(直线、曲线)，然后将边缘线存入模板。当调整红外热像仪的角度或方位实施匹配时，该系统将在显示模块中显示半透明的可见光或红外模板边缘线以及实时计算得出的红外场景内的边缘线以便引导用户或系统调整热像仪的角度或方位，直到实时计算出的边缘线的颜色变为绿色表示匹配成功。其中热像仪对场景目标进行实时的边缘线提取，通过与下载模板中边缘线的匹配计算红外热像仪的移动方向，并显示实时的移动方向，使最终匹配成功；

(2)基于轮廓的目标识别匹配方法，该方法通过对待分析的红外目标进行外轮廓线或镂空线的提取将外轮廓线或镂空线存入模板。当调整红外热像仪的角度或方位实施匹配时，该系统将在显示模块中显示半透明的可见光或红外模板外轮廓线或不显示镂空线之内的模板，以及实时计算获取的红外场景内的外轮廓线以便引导用户或系统调整热像仪的角度或方位，直到实时计算出的外轮廓线的颜色变为绿色表示匹配成功。其中热像仪对场景目标进行实时的轮廓提取，通过与下载模板中轮廓的匹配计算红外热像仪的移动方向，并显示实时的移动方向，使最终匹配成功；

(3)基于特征的目标识别匹配方法，该方法通过对待分析的红外目标进行特征提取，提取的特征需具有对旋转、尺度缩放、亮度变化保持不变性，对视角变化、仿射变换、噪声也保持一定程度的稳定性，将图像特征存入模板。当调整红外热像仪的角度或方位实施匹配时，该系统将在显示模块中显示红外场景中计算得到的特征点，并显示相应的变化标示(例如反转、向前、水平旋转或垂直旋转等)引导用户或系统调整热像仪的角度或方位，直到计算出的特征点的颜色变为绿色表示匹配成功；

根据本发明的实施例，其中该系统红外热像仪与服务器之间的通讯都是通过无线网络进行通讯的，通讯数据包括：采集的视频/图像信息数据和下载的模板信息数据。

附图说明

图1为本发明的结构框图

图2为目标识别匹配方法1初始示意图

图3为目标识别匹配方法1匹配成功后的示意图

图4为目标识别匹配方法2初始示意图

图5为目标识别匹配方法2匹配成功后的示意图

图6为目标识别匹配方法3初始示意图

图7为目标识别匹配方法3匹配成功后的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和例图，对本发明的实施例做进一步详细地说明。再次，本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明的创新点及有益效果在于：

1.本发明提供了一种红外热像仪场景匹配的智能实现，通过自动识别目标模板来调整对红外热像仪的角度和方位，降低工作人员对检测红外目标的出错概率，降低检测流程的复杂程度。

2.本发明提供了一种智能红外分析解决方案，通过无线网络上传至服务器中的红外目标相关信息数据，对类似的红外目标进行相关性的分类，进行以时间为纵向轴的历史温度分析的同时，还可以进行以相关性较高的红外目标为横向轴的对比分析，使得得出的反馈结果综合多角度的分析从而更加真实的反应现状。

如图1所示为本发明所采用的的结构框图，其中该系统的红外热像仪有两种：便携式红外热像仪和固定式红外热像仪。红外热像仪的数量不进行限定。其中便携式红外热像仪包括红外摄像头、图像采集模块、目标识别模块、显示模块和通讯模块。其中图像采集模块用于获取红外摄像头的视频/图像信息；目标识别模块用于将获取到的红外图像信息与下载的目标模板进行匹配识别，以调整角度和方位与模板达到一致；显示模块用于显示实时采集的红外图像信息以及能够显示正确匹配的标志信息；通讯模块通过无线传输方式将获取到的视频/图像信息上传至服务器以及下载目标模板。其中固定式红外热像仪包括红外摄像头、图像采集模块、目标识别模块和通讯模块，功能与便携式红外热像仪功能一致。

根据本发明的实施例，红外热像仪场景匹配的智能实现的目标识别匹配方法1(基于直线或曲线的目标识别匹配方法)中初始匹配时如图2所示半透明的两条交叉直线是通过下载模板得到的，实时检测的两条交叉边缘线显示于图中左侧，匹配未完成时，在显示屏上方显示移动方向，匹配成功后的显示如图3所示；红外热像仪场景匹配的智能实现的目标识别匹配方法2(基于轮廓的目标识别匹配方法)中初始匹配时如图4所示半透明轮廓是通过下载模板得到的，实时检测的轮廓显示于图中右侧，匹配未完成时，在显示屏上方显示移动防线，匹配成功后的显示如图5所示；红外热像仪场景匹配的智能实现的目标识别匹配方法3(基于特征的目标识别匹配方法)中初始匹配时如图6所示，检测到的红外目标的特征点若与下载模板不符则计算移动方向，并在显示屏上方显示器移动方向，匹配成功后的显示如图7所示。

根据本发明的实施例，服务器中针对历史相关信息、特殊标识和对应模板采用树形结构进行存储，以方便对上传数据的存储和对应模板的查找。

根据本发明的实施例，系统红外热像仪与服务器之间的通讯都是通过无线网络进行通讯的，通讯数据包括：采集的视频/图像信息数据和下载的模板信息数据。

Claims (5)

1.一种红外热像仪场景匹配的智能实现方法，首先通过红外热像仪对需要分析的红外目标进行图像采集然后预处理，从而获得目标的可见光及红外热像模板；采用模式识别技术通过特定标识下载由此获得的模板对红外摄像视场内的目标进行可见光和红外热像自动识别，获取高度一致的目标图像数据，并通过无线通信网络上传至服务器；服务器通过特定标识获取历史记录及上传记录的相关信息数据，并计算和记录该目标的相关信息数据，进而将分析后的结果反馈给用户；该红外热像场景匹配的智能实现方法通过红外热像仪场景匹配的智能实现系统实现，该系统包括：红外热像仪，无线通信网络和服务器；其中该红外热像仪包含附带可见光摄像头的热像仪；根据匹配方式的不同红外热像仪可分为便携式热像仪和固定式热像仪；

其中便携式红外热像仪包括红外摄像头、可见光摄像头、图像采集模块、目标识别模块、显示模块和通讯模块；其中图像采集模块用于获取可见光摄像头或红外摄像头的视频/图像信息；目标识别模块用于将获取到的可见光图像和红外图像信息与下载的目标模板进行匹配识别，以调整角度和方位与模板达到一致；显示模块用于显示实时采集的红外图像信息以及能够显示正确匹配的标志信息；通讯模块通过无线传输方式将获取到的视频/图像信息上传至服务器以及下载目标模板；其中固定式红外热像仪包括红外摄像头、可见光图像采集模块、目标识别模块和通讯模块，功能与便携式红外热像仪功能一致；

其中目标的可见光及红外热像模板是服务器通过对红外热像仪预先针对目标采集的视频/图像进行预处理，获得目标的形状特征，该特征包括图像本身的特征以及对图像进行剪裁或镂空处理的边缘特征，进而对该目标的形状特征以及其他附加信息包括摄像头信息、拍摄时间、拍摄地点、拍摄分辨率、焦距、角度和倍距进行记录形成的。

2.根据权利要求1所述的红外热像仪场景匹配的智能实现方法，其中该系统下载模板所需要的特定标识是预先对目标采集视频/图像时添加的特殊标识，以便服务器能够方便检索该红外目标的存储位置；该特定标识可以是条形码或二维码。

3.根据权利要求1所述的红外热像仪场景匹配的智能实现方法，其中该系统所描述的自动识别是通过模式识别技术完成的，具体操作步骤：通过Wifi、3G、4G无线通信下载目标模板至红外热像仪；调整便携式红外热像仪或固定式红外热像仪的角度或方位，然后自动检索目标模板进行一一匹配；若匹配成功，则进行视频/图像采集并上传记录，取消该目标模板进行下一次调整角度或方位直到模板信息全部匹配完毕。

4.根据权利要求3所述的该红外热像仪场景匹配的智能实现方法的目标识别匹配方法包括：

(1)基于线或曲线的目标识别匹配方法，该方法通过对待分析的红外目标进行边缘检测获取该红外目标的边缘线，然后将边缘线存入模板；当调整红外热像仪的角度或方位实施匹配时，该系统将在显示模块中显示半透明的可见光或红外模板边缘线以及实时计算得出的红外场景内的边缘线以便引导用户或系统调整红外热像仪的角度或方位，直到实时计算出的边缘线的颜色变为绿色表示匹配成功；其中红外热像仪对场景目标进行实时的边缘线提取，通过与下载模板中边缘线的匹配计算红外热像仪的移动方向，并显示实时的移动方向，使最终匹配成功；

(2)基于轮廓的目标识别匹配方法，该方法通过对待分析的红外目标进行外轮廓线或镂空线的提取将外轮廓线或镂空线存入模板；当调整红外热像仪的角度或方位实施匹配时，该系统将在显示模块中显示半透明的可见光或红外模板外轮廓线或不显示镂空线之内的模板，以及实时计算获取的红外场景内的外轮廓线以便引导用户或系统调整红外热像仪的角度或方位，直到实时计算出的外轮廓线的颜色变为绿色表示匹配成功；其中红外热像仪对场景目标进行实时的轮廓提取，通过与下载模板中轮廓的匹配计算红外热像仪的移动方向，并显示实时的移动方向，使最终匹配成功；

(3)基于特征的目标识别匹配方法，该方法通过对待分析的红外目标进行特征提取，提的特征需具有对旋转、尺度缩放、亮度变化保持不变性，对视角变化、仿射变换、噪声也保持稳定性，将图像特征存入模板；当调整红外热像仪的角度或方位实施匹配时，该系统将在显示模块中显示红外场景中计算得到的特征点，并显示相应的变化标示，包括反转、向前、水平旋转或垂直旋转，引导用户或系统调整红外热像仪的角度或方位，直到计算出的特征点的颜色变为绿色表示匹配成功。

5.根据权利要求1所述的红外热像仪场景匹配的智能实现方法，其中该系统红外热像仪与服务器之间的通讯都是通过无线网络进行通讯的，通讯数据包括：采集的视频/图像信息数据和下载的模板信息数据。