CN106133488A

CN106133488A - 一种红外测温方法及装置

Info

Publication number: CN106133488A
Application number: CN201680000185.3A
Authority: CN
Inventors: 袁剑敏
Original assignee: SHENZHEN EVERBEST MACHINERY INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN EVERBEST MACHINERY INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2036-04-13
Also published as: US10323988B2; CN106133488B; WO2017177392A1; DE112016006735T5; US20190107443A1; DE112016006735B4

Abstract

一种红外测温方法及装置，首先根据预设放大倍数对所获取的原始红外图像进行放大以获取第二原始红外图像，对第二原始红外图像中的每个原始像素进行划分以得到包含多个像素的像素组；然后将每个像素组中的预设位置的像素设定为基准像素；将基准像素的温度设定为基准像素对应的原始像素的温度；再根据基准像素的温度获取多个目标像素的温度；目标像素为像素组中的一个像素；最后根据多个目标像素的温度获取预设的温度探测点的温度；温度探测点对应多个目标像素；通过所述一种红外测温方法及装置，提高了红外测温的分辨率。

Description

一种红外测温方法及装置

技术领域

本发明涉及温度检测领域，特别涉及一种红外测温方法及装置。

背景技术

红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲，红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像，热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

一般来讲，红外热像仪的构成包含4大部分：1)红外镜头：接收和汇聚被测物体发射的红外辐射；2)红外探测器组件：将热辐射型号变成电信号；3)电子组件：对电信号进行处理，分析，显示；4)软件：处理采集到的温度数据，转换成温度读数和图像。

相对于可见光传感器，红外探测器具有分辨率低，价格昂贵的特点，一般热成像仪的分辨率在80*60和160*120像素之间，但当热成像仪分辨率达到640*480时，无论是红外镜头还是红外探测器组件，成本会有一个质的飞跃。

为了能让低分辨率的热成像仪也能清晰看到目标物的热分布，各个热像仪器公司都在软件部分进行技术改善。这些技术方案大多数是利用廉价并且高分辨率的可见光传感器来对热成像图片做图像增强。比如美国菲利尔(Flir)公司的专利技术-多波段融合技术(MSX)，就是利用可见光的高分辨率优势，将可见光的轮廓和红外图像叠加在一起，大大改善低分辨率红外图像的清晰度。还有更通用的技术也是利用高分辨率可见光传感器，将可见光图像和红外图像的颜色以一定比例进行融合，以取得好的视觉效果。

现有技术虽然能利用可见光传感器对红外图像进行图像增强，但相对于热像仪的核心功能—测温功能来说，并没有什么实质性的改变，因为可见光图像虽然清晰，但跟温度并没有直接的联系。相对于点测温来说，还是原来的分辨率。因此，现有的红外测温技术存在测温分辨率低的问题。

发明内容

本发明提供了一种红外测温方法及装置，旨在解决现有红外测温装置的测温分辨率低的问题。

本发明是这样实现的，一种红外测温方法，其包括以下步骤：

根据预设放大倍数对所获取的原始红外图像进行放大以获取第二原始红外图像；

对所述第二原始红外图像中的每个原始像素进行划分以得到包含多个像素的像素组；

将每个所述像素组中的预设位置的像素设定为基准像素；

将所述基准像素的温度设定为所述基准像素对应的原始像素的温度；

根据所述基准像素的温度获取多个目标像素的温度；所述目标像素为所述像素组中的一个像素；

根据所述多个目标像素的温度获取预设的温度探测点的温度；所述温度探测点对应所述多个目标像素。

本发明还提供了一种红外测温装置，其包括：

第二原始红外图像获取模块，用于根据预设放大倍数对所获取的原始红外图像进行放大以获取第二原始红外图像；

像素组获取模块，用于对所述第二原始红外图像中的每个原始像素进行划分以得到包含多个像素的像素组；

基准像素设定模块，用于将每个像素组中的预设位置的像素设定为基准像素；

基准像素温度设定模块，用于将所述基准像素的温度设定为所述基准像素对应的原始像素的温度；

目标像素温度获取模块，用于根据所述基准像素的温度获取多个目标像素的温度；所述目标像素为所述像素组中的一个像素；

探测点温度获取模块，用于根据所述多个目标像素的温度获取预设的温度探测点的温度；所述温度探测点对应所述多个目标像素。

在本发明中，首先根据预设放大倍数对所获取的原始红外图像进行放大以获取第二原始红外图像，对第二原始红外图像中的每个原始像素进行划分以得到包含多个像素的像素组；然后将每个像素组中的预设位置的像素设定为基准像素；将基准像素的温度设定为基准像素对应的原始像素的温度；再根据基准像素的温度获取多个目标像素的温度；目标像素为像素组中的一个像素；最后根据多个目标像素的温度获取预设的温度探测点的温度；温度探测点对应多个目标像素；由于每个原始像素划分为包含多个像素的像素组，可计算出像素组中每个像素的温度，因此，提高了温度探测的分辨率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的红外测温方法的实现流程图；

图2为本发明实施例一提供的红外测温方法的另一种实现流程图；

图3为本发明实施例二提供的红外测温装置的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的红外测温装置的另一种结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的红外测温装置目标像素温度获取模块的结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的红外测温装置像素温度获取单元的结构示意图；

图7为原始红外图像的示意图；

图8为设定基准像素后的第二原始红外图像的示意图；

图9为获取温度探测点后的第二原始红外图像的示意图；

图10为获取待处理区域后的第二原始红外图像的示意图；

图11为本发明实施例三提供的一种红外测温仪的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一：

图1示出了本实施例提供的红外测温方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

在步骤100中，根据预设放大倍数对所获取的原始红外图像进行放大以获取第二原始红外图像。

具体实施中，步骤100之后还包括：对第二原始红外图像进行显示。

在步骤101中，对第二原始红外图像中的每个原始像素进行划分以得到包含多个像素的像素组。

具体实施中，像素组的行数和列数对应上述预设放大倍数。其中，预设放大倍数是指在每个原始像素被划分为像素组的过程中，每个原始像素的长和宽所增大的倍数。

在步骤102中，将每个像素组中的预设位置的像素设定为基准像素。

具体实施中，预设位置的值可以为预设位置在像素组中对应的像素的所在行数和所在列数，即可以通过上述对应的像素的所在行数和所在列数确定预设位置。

在步骤103中，将基准像素的温度设定为基准像素对应的原始像素的温度。

在步骤104中，根据基准像素的温度获取多个目标像素的温度；目标像素为像素组中的一个像素。

具体实施中，步骤104可以包括：

A.从像素组中获取距离目标像素最近的四个基准像素。

B.以四个基准像素为顶点获取待处理区域，待处理区域包含目标像素。

C.根据四个基准像素的温度获取待处理区域内的像素的温度。

具体实施中，步骤C实际上是对四个基准像素的温度进行线性插值处理以

得到待处理区域内的像素的温度，该步骤可以进一步包括以下步骤：

C1.根据如下算式计算基准像素所在行的像素的温度：

x = \frac{a_{1}}{b} x_{1} + \frac{a_{2}}{b} x_{2}

其中，x为基准像素所在行的像素的温度，a₁为基准像素所在行的像素和左侧基准像素的距离，a₂为基准像素所在行的像素和右侧基准像素的距离，x₁为基准像素所在行的像素的左侧基准像素的温度，x₂为基准像素所在行的像素的右侧基准像素的温度，b为待处理区域中的左侧基准像素和右侧基准像素的距离。

C2.根据如下算式计算非基准像素所在行的像素的温度：

y = \frac{c_{1}}{d} y_{1} + \frac{c_{2}}{d} y_{2}

其中，y为非基准像素所在行的像素的温度，c1为非基准像素所在行的像素和待处理区的最上行像素的距离，c2为基准像素所在行的像素和待处理区的最下行像素的距离，y1为基准像素所在行的像素对应的待处理区的最上行像素的温度，y2为基准像素所在行的像素对应的待处理区的最下行像素的温度，d为待处理区域中的上侧基准像素和下侧基准像素的距离。

步骤C1和步骤C2中的公式是基于热传导原理(单位时间内通过平板传导的热量与温度梯度和传热面积成正比)，即温度的传导不会突变,而是呈现一定规律的渐变。

在步骤105中，根据多个目标像素的温度获取预设的温度探测点的温度；温度探测点对应多个目标像素。

具体实施中，根据多个目标像素的温度获取预设的温度探测点的温度具体为：将多个目标像素的温度的平均值设定为温度探测点的温度。多个目标像素可以为包含2行2列像素的4个目标像素。

进一步地，如图2所示，在步骤100之前还包括步骤99。

在步骤99中，获取原始红外图像和原始红外图像中的原始像素的温度。

具体实施中，步骤99之后还包括：对原始红外图像进行显示。

本申请还提供一种存储计算机程序的计算机可存储介质，该程序在一数据处理装置执行时，执行包括上述方法实施例的步骤。

本实施例通过首先根据预设放大倍数对所获取的原始红外图像进行放大以获取第二原始红外图像，对第二原始红外图像中的每个原始像素进行划分以得到包含多个像素的像素组；然后将每个像素组中的预设位置的像素设定为基准像素；将基准像素的温度设定为基准像素对应的原始像素的温度；再根据基准像素的温度获取多个目标像素的温度；目标像素为像素组中的一个像素；最后根据多个目标像素的温度获取预设的温度探测点的温度；温度探测点对应多个目标像素；由于每个原始像素划分为包含多个像素的像素组，可计算出像素组中每个像素的温度，因此，提高了温度探测的分辨率。

实施例二：

本发明实施例二提供了一种红外测温装置，如图3所示，一种红外测温装置30包括：第二原始红外图像获取模块300、像素组获取模块310、基准像素设定模块320、基准像素温度设定模块330、目标像素温度获取模块340以及探测点温度获取模块350。

第二原始红外图像获取模块300，用于根据预设放大倍数对所获取的原始红外图像进行放大以获取第二原始红外图像。

像素组获取模块310，用于对所获取的原始红外图像中的每个原始像素进行划分以得到包含多个像素的像素组。

具体实施中，像素组获取模块310可以使用高清视频处理专用芯片-安霸A5S芯片实现以得到较好的图像增强效果。

基准像素设定模块320，用于将每个像素组中的预设位置的像素设定为基准像素。

基准像素温度设定模块330，用于将基准像素的温度设定为基准像素对应的原始像素的温度。

目标像素温度获取模块340，用于根据基准像素的温度获取多个目标像素的温度；目标像素为像素组中的一个像素。

探测点温度获取模块350，用于根据多个目标像素的温度获取预设的温度探测点的温度；温度探测点对应多个目标像素。

进一步地，如图4所示，一种红外测温装置40还包括原始像素温度获取模块360。

原始像素温度获取模块360，用于获取原始红外图像和原始红外图像中的原始像素的温度。

其中，

像素组的行数和列数对应放大倍数。

其中，如图5所示，目标像素温度获取模块340可以包括四个基准像素获取单元341、待处理区域获取单元342以及像素温度获取单元343。

四个基准像素获取单元341，用于从像素组中获取距离目标像素最近的四个基准像素。

待处理区域获取单元342，用于以四个基准像素为顶点获取待处理区域，待处理区域包含目标像素。

像素温度获取单元343，用于根据四个基准像素的温度获取待处理区域内的像素的温度。

其中，如图6所示，像素温度获取单元343实际上是用于对四个基准像素的温度进行线性插值处理以得到待处理区域内的像素的温度，其可以包括第一像素温度获取单元343-1和第二像素温度获取单元343-2。

第一像素温度获取单元343-1，用于根据如下算式计算基准像素所在行的像素的温度：

x = \frac{a_{1}}{b} x_{1} + \frac{a_{2}}{b} x_{2}

第二像素温度获取单元343-2，用于根据如下算式计算非基准像素所在行的像素的温度：

y = \frac{c_{1}}{d} y_{1} + \frac{c_{2}}{d} y_{2}

其中，y为非基准像素所在行的像素的温度，c₁为非基准像素所在行的像素和待处理区的最上行像素的距离，c₂为基准像素所在行的像素和待处理区的最下行像素的距离，y₁为基准像素所在行的像素对应的待处理区的最上行像素的温度，y₂为基准像素所在行的像素对应的待处理区的最下行像素的温度，d为待处理区域中的上侧基准像素和下侧基准像素的距离。

例如，首先用户使用热像仪对准目标进行测量，获取原始红外图像(放大倍数为1x，如图7所示)和原始红外图像中的原始像素的温度，由于目标太小，无法测温，故获取用户输入的原始红外图像的放大倍数为4，并根据放大倍数4对原始红外图像进行数码变焦以获取第二原始红外图像，将第二原始红外图像中的每个原始像素划分为包含16个像素的像素组，像素组的行数和列数均为放大倍数4，然后将每个像素组中的第1行第1列位置的像素设定为基准像素(如图8所示)，将基准像素(第1行第1列位置的像素)的温度设定为基准像素对应的原始像素的温度，再获取温度探测点，温度探测点为包含2行2列像素的4个目标像素(如图9所示)，在像素组中获取距离目标像素最近的四个基准像素，以四个基准像素为顶点获取待处理区域(如图10所示)，最后根据算式计算基准像素所在行的像素的温度，根据算式计算非基准像素所在行的像素的温度，并将4个目标像素的温度的平均值设定为温度探测点的温度。

综上所述，本实施例通过首先根据预设放大倍数对所获取的原始红外图像进行放大以获取第二原始红外图像，对第二原始红外图像中的每个原始像素进行划分以得到包含多个像素的像素组；然后将每个像素组中的预设位置的像素设定为基准像素；将基准像素的温度设定为基准像素对应的原始像素的温度；再根据基准像素的温度获取多个目标像素的温度；目标像素为像素组中的一个像素；最后根据多个目标像素的温度获取预设的温度探测点的温度；温度探测点对应多个目标像素；由于每个原始像素划分为包含多个像素的像素组，可计算出像素组中每个像素的温度，因此，提高了温度探测的分辨率。

实施例三：

请参考图11，本发明实施例三提供了一种红外测温仪10的示意图。本发明具体实施例并不对红外测温仪10的具体实现作限定。红外测温仪10包括：

处理器(processor)110，存储器(memory)120，通信总线130。

处理器110，存储器120通过通信总线130完成相互间的通信。

处理器110，用于执行程序122。

具体地，程序122可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。

处理器110可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

存储器120，用于存放程序122。存储器120可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。程序122具体可以包括：

程序122中各模块的具体实现参见图3-图6所示实施例中的相应模块，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种红外测温方法，其特征在于，所述红外测温方法包括以下步骤：

将每个所述像素组中的预设位置的像素设定为基准像素；

2.根据权利要求1所述的红外测温方法，其特征在于，所述根据预设放大倍数对所获取的原始红外图像进行放大以获取第一原始红外图像的步骤之前还包括以下步骤：

获取所述原始红外图像和所述原始红外图像中的原始像素的温度。

3.根据权利要求1所述的红外测温方法，其特征在于，所述根据所述基准像素的温度获取所述目标像素的温度的步骤包括：

从所述像素组中获取距离所述目标像素最近的四个基准像素；

以所述四个基准像素为顶点获取待处理区域，所述待处理区域包含所述目标像素；

根据所述四个基准像素的温度获取所述待处理区域内的像素的温度。

4.根据权利要求3所述的红外测温方法，其特征在于，所述根据所述四个基准像素的温度获取所述待处理区域内的像素的温度的步骤包括：

根据如下算式计算所述基准像素所在行的像素的温度：

x = \frac{a_{1}}{b} x_{1} + \frac{a_{2}}{b} x_{2}

其中，x为所述基准像素所在行的像素的温度，a₁为所述基准像素所在行的像素和左侧基准像素的距离，a₂为所述基准像素所在行的像素和右侧基准像素的距离，x₁为所述基准像素所在行的像素的左侧基准像素的温度，x₂为所述基准像素所在行的像素的右侧基准像素的温度，b为所述待处理区域中的左侧基准像素和右侧基准像素的距离；

根据如下算式计算非所述基准像素所在行的像素的温度：

y = \frac{c_{1}}{d} y_{1} + \frac{c_{2}}{d} y_{2}

其中，y为非所述基准像素所在行的像素的温度，c₁为非所述基准像素所在行的像素和所述待处理区的最上行像素的距离，c₂为所述基准像素所在行的像素和所述待处理区的最下行像素的距离，y₁为所述基准像素所在行的像素对应的所述待处理区的最上行像素的温度，y₂为所述基准像素所在行的像素对应的所述待处理区的最下行像素的温度，d为所述待处理区域中的上侧基准像素和下侧基准像素的距离。

5.根据权利要求1所述的红外测温方法，其特征在于，所述像素组的行数和列数对应所述预设放大倍数。

6.一种红外测温装置，其特征在于，所述红外测温装置包括：

7.根据权利要求6所述的红外测温装置，其特征在于，还包括：

原始像素温度获取模块，用于获取原始红外图像和所述原始红外图像中的原始像素的温度。

8.根据权利要求6所述的红外测温装置，其特征在于，所述目标像素温度获取模块包括：

四个基准像素获取单元，用于从所述像素组中获取距离所述目标像素最近的四个基准像素；

待处理区域获取单元，用于以所述四个基准像素为顶点获取待处理区域，所述待处理区域包含所述目标像素；

像素温度获取单元，用于根据所述四个基准像素的温度获取所述待处理区域内的像素的温度。

9.根据权利要求8所述的红外测温装置，其特征在于，所述像素温度获取单元包括：

第一像素温度获取单元，用于根据如下算式计算所述基准像素所在行的像素的温度：

x = \frac{a_{1}}{b} x_{1} + \frac{a_{2}}{b} x_{2}

第二像素温度获取单元，用于根据如下算式计算非所述基准像素所在行的像素的温度：

y = \frac{c_{1}}{d} y_{1} + \frac{c_{2}}{d} y_{2}

10.根据权利要求6所述的红外测温装置，其特征在于，所述像素组的行数和列数对应所述放大倍数。