CN107233082A - 红外热成像检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种红外热成像检测系统，该系统包括：图像采集装置，用于采集被测物体的红外辐射，并将采集到的红外辐射转换为电信号；电脑装置，接收来自图像采集装置的有关红外辐射的电信号，并对该电信号进行处理，以形成热图信号；显示装置，接收来自电脑装置的热图信号，根据该热图信号形成热图而显示到外部；以及背景装置，用于提供均匀稳定的背景温度环境；其中，电脑装置将背景装置的热图划分为多个区域，并计算得出每个区域的平均温度值，而且针对每个区域依次判断各区域的平均温度值相对于背景装置的实际温度的误差是否在允许范围之内，并且针对平均温度值超出允许范围的区域，进行温度补偿。本发明可以有效校正系统的温度误差。

Description

红外热成像检测系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种红外热成像检测系统。

背景技术

目前，在医疗领域中已全面应用红外热成像检测系统，不仅可以全面针对人体多种疾病和亚健康状态进行预警分析，而且不会产生任何射线，对人体不会造成伤害，不污染环境，简便经济。

由于正常人体的温度分布具有一定的稳定性和特征性，机体各部位的温度不同，形成了不同的热场。当人体某处发生疾病或功能改变时，该处血流量会相应发生变化，导致人体局部温度改变，表现为温度偏高或偏低。根据这一原理，通过红外热成像检测系统采集人体红外辐射，并转换为数字信号，形成伪色彩热图，利用专用分析软件，经专业医师对热图分析，判断出人体病灶的部位、疾病的性质和病变的程度，为临床诊断提供可靠依据。

然而，在利用传统的红外热成像检测系统采集人体红外辐射时，时常受系统自身以及环境因素的影响，得到的色彩热图温度点数据不稳定，使电脑上的成像面非均匀，从而影响对人体病情的诊断。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够有效校正系统温度误差，从而提高热图成像质量的红外热成像检测系统。

根据本发明的红外热成像检测系统，可以包括：图像采集装置，用于采集被测物体的红外辐射，并将采集到的红外辐射转换为电信号；电脑装置，接收来自所述图像采集装置的有关红外辐射的电信号，并对该电信号进行处理，以形成热图信号；显示装置，接收来自所述电脑装置的热图信号，根据该热图信号形成热图而显示到外部；以及背景装置，用于提供稳定的背景温度环境；其中，所述电脑装置将所述背景装置的热图划分为多个区域，并计算得出每个区域的平均温度值，而且所述电脑装置针对所述背景装置的热图的每个区域，依次判断各区域的平均温度值相对于所述背景装置的实际温度的误差是否在允许范围之内，并且所述电脑装置向平均温度值超出所述允许范围的区域的平均温度值，补偿该区域的平均温度与所述参考背景的实际温度之间的差值，以使该区域的补偿后温度与所述背景装置的实际温度保持一致。

优选地，所述背景装置可以包括：背景板，呈面板形状；两个以上的温度基准校正源，阵列布置在所述背景板，用于在所述背景板形成均匀稳定的温度环境；以及控制器，与所述温度基准校正源相电连接，以用于控制所述温度基准校正源的温度。

优选地，所述温度基准校正源能够以n×m矩阵形式阵列布置在所述背景板，其中n≥2、m≥2。

优选地，所述温度基准校正源能够以十字形或圆形阵列布置在所述背景板。

根据如上所述本发明的红外热成像检测系统，可以有效校正系统的温度误差，从而提高被测物体的热图成像质量，有助于增强对病情的分析判断能力。

附图说明

图1是本发明实施例的红外热成像检测系统的示例性框图。

图2是本发明第一实施例的背景装置正面示意图。

图3是本发明第二实施例的背景装置正面示意图。

图4是本发明第三实施例的背景装置正面示意图。

图5是本发明第四实施例的背景装置正面示意图。

图6是本发明实施例的红外热成像检测系统的温度校正方法顺序图。

图7是本发明实施例的背景板的热图被划分为四个区域时的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。在说明本发明的实施例时，如果对相关公知要素或功能的具体描述有碍于本发明的要旨，那么将省略其详细说明。

并且，在本说明书中所使用的技术用语是为了说明发明内容的，并非为了限定本发明。在本说明书中，单数型语句在不做特别说明的情况下也包含复数型。说明书中所使用的“包含”或者“包括”并不排除在所提及的构成要素、步骤、动作及/或部件之外，还存在其他一个以上的构成要素、步骤、动作及/或部件。

图1示出了本发明实施例的红外热成像检测系统1的示例性框图。

如图1所示，本发明实施例的红外热成像检测系统1包括图像采集装置100、电脑装置200、显示装置300以及背景装置400。

所述图像采集装置100，用于采集被测物体(例如，人体或背景装置400等)的红外辐射，并将采集到的红外辐射转换为电信号。在此，所述图像采集装置100可以采用诸如红外摄像仪等设备。

所述电脑装置200，接收来自图像采集装置100的有关红外辐射的电信号，并对该电信号进行处理，以形成热图信号。在此，所述电脑装置200可以采用PC等设备。

所述显示装置300，接收来自电脑装置200的热图信号，根据该热图信号形成热图而显示到外部。在此，所述显示装置300可以采用显示器、触控面板等设备。

所述背景装置400，用于为红外热成像检测系统1提供稳定的背景温度环境。

以下，参照图2至图5对本发明实施例的背景装置400进行说明。

图2至图5示出了本发明第一至第四实施例的背景装置400的正面示意图。

如图2至图5所示，背景装置400包括：背景板410，呈面板形状；以及两个以上的温度基准校正源420，阵列布置在背景板410，用于在背景板410形成均匀稳定的温度环境；控制器(未图示)，与温度基准校正源420相电连接，以用于控制温度基准校正源420的温度。

所述背景板410的材质不做具体限定，可以利用金属、木料、合成板、塑料等材质制作背景板410。

所述温度基准校正源420可以是电加热器或者能够产生低温的制冷机的冷却末端，通过控制器(未图示)可以对每个温度基准校正源420的温度进行任意控制，亦即，可以设定目标温度，以及经过所定时间的加热或冷却，使温度基准校正源420的温度达到目标温度。另外，所述温度基准校正源420的阵列形状可以为n×m的矩阵，其中n≥2、m≥2，图2采用了2×2的矩阵布置，图3采用了3×4的矩阵布置。所述温度基准校正源420的阵列形状还可以为如图4所示的十字形布置，又可以为如图5所示的圆形布置。极端情况下，在背景板410，可以上下布置两个温度基准校正源420，或者左右布置两个温度基准校正源420。在此，对所述温度基准校正源420的阵列形状不做具体限定，而是根据需要可以采取各类形状的阵列布局。

如上所述，通过在背景板410阵列布置温度基准校正源420，可以使得背景板410的整体温度更加均匀和稳定。

另外，为了校正本发明红外热成像检测系统1中存在的温度误差，所述电脑装置200可以将背景板410的热图划分为多个区域，并根据每个区域中各像素点的感应温度，计算得出每个区域的平均温度值，而且所述电脑装置200针对背景板410的热图的每个区域，可以依次判断其平均温度值相对于背景板410的实际温度的误差是否在允许范围之内，并且所述电脑装置200向平均温度值超出了所述允许范围的区域的平均温度值，补偿该区域的平均温度与背景板410的实际温度之间的差值，以使该区域的补偿后温度与背景板410的实际温度保持一致。

接下来，说明对于本发明的红外热成像检测系统1中存在的温度误差，进行温度校正的方法。

图6示出了本发明实施例的红外热成像检测系统1的温度校正方法顺序图，图7示例性示出了将背景板410的热图411划分为四个区域时的情形。

参照图6，本发明实施例的红外热成像检测系统的温度校正方法包括如下步骤。

首先，在步骤S10，对参考背景设定目标温度，并使参考背景的实际温度达到目标温度。具体而言，通过控制器(未图示)对布置在背景板410的温度基准校正源420设定目标温度(如25度，但不限定于此)，并经过所定时间的加热或冷却使得背景板410的实际温度达到目标温度。

接着，在步骤S20，获取参考背景的热图。具体而言，利用图像采集装置100采集背景板410的红外辐射，并将采集到的红外辐射转换为电信号，电脑装置200接收图像采集装置100传输的有关背景板410红外辐射的电信号，并对该电信号进行处理，以形成热图信号，显示装置300接收电脑装置200传输的热图信号，根据该热图信号形成背景板410的热图而显示到外部。

接着，在步骤S30，将参考背景的热图划分为多个区域，并获取每个区域的平均温度值。具体而言，电脑装置200将背景板410的热图划分为多个区域，并根据每个区域中各像素点的感应温度，计算得出每个区域的平均温度值。在此，参照图7，可以将背景板410的热图411划分为A、B、C、D四个区域。

接着，在步骤S40，针对参考背景的热图的每个区域，依次判断各区域的平均温度值相对于参考背景的实际温度的误差是否在允许范围之内。具体而言，电脑装置200针对背景板410的热图411的每个区域，逐一判断其平均温度值与背景板410的实际温度之间的差值是否小于等于预先设定的误差值(例如，±0.5度)。在此，根据实际情况，可以事先设定适当的误差值。

如果参考背景的热图某个区域的平均温度值超出允许范围，那么在步骤S50，向该区域的平均温度值，补偿该区域的平均温度与所述参考背景的实际温度之间的差值，使得该区域的补偿后温度与所述参考背景的实际温度保持一致。具体而言，首先假设：背景板410的实际温度为25度，预先设定的误差值为±0.5度，参照图7，在背景板410的热图411中，区域A的检测计算平均温度为23度、区域B的检测计算平均温度为24度、区域C的检测计算平均温度为25度、区域D的检测计算平均温度为26度。此时，区域A、B、D的平均温度值超出了预先设定的误差值，从而电脑装置200针对区域A、B、D的平均温度值分别进行补偿，亦即，向区域A的平均温度值加2度，向区域B的平均温度值加1度，从区域D的平均温度值减1度，从而使得区域A、B、D的补偿后温度均达到25度。

接着，在步骤S60，判断是否对参考背景的热图的所有区域，均完成了平均温度值相对于参考背景的实际温度的误差是否在允许范围之内的判断。

如果在步骤S60的判断结果为“否”，那么重新返回步骤S40。

如果在步骤S60的判断结果为“是”，那么在步骤S70，对被测物体进行红外热成像检测。具体而言，将被测物体(如人体)置于背景板410的前方，开始对被测物体进行红外热成像检测。

根据如上所述本发明实施例的红外热成像检测系统1的温度校正方法，在对如人体等被测物体进行红外热成像检测之前，基于背景装置400提供的稳定的背景温度，能够校正红外热成像检测系统中存在的温度误差，从而使得被测物体的热图各处的温度点数据更准确，成像面均匀性得以提高，由此通过人体等被测物体的热图对病情的分析判断能力也能更精确。

在前述的说明中，虽然以背景板410的热图411划分区域为四个的情形做了说明，但本发明并非局限于此，而是根据实际需要，可以将背景板410的热图411划分为任意数量的区域。显然，背景板410的热图411划分区域越多，校正精度也会越高，从而对被测物体进行红外热成像检测后，最终得到的热图质量也就越高。

以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明。但是，本发明并非局限在前述的实施例，而是能以不同的各种形态来实现。本说明书中揭示的实施例仅仅是为了使本发明的揭示完整，使得本领域的普通技术人员完整得知本发明的范畴所提供。本发明的保护范围应当以权利要求的内容为准。

Claims (4)

1.一种红外热成像检测系统，包括：

图像采集装置，用于采集被测物体的红外辐射，并将采集到的红外辐射转换为电信号；

电脑装置，接收来自所述图像采集装置的有关红外辐射的电信号，并对该电信号进行处理，以形成热图信号；

显示装置，接收来自所述电脑装置的热图信号，根据该热图信号形成热图而显示到外部；以及

背景装置，用于提供均匀稳定的背景温度环境；

其中，所述电脑装置将所述背景装置的热图划分为多个区域，并计算得出每个区域的平均温度值，而且所述电脑装置针对所述背景装置的热图的每个区域，依次判断各区域的平均温度值相对于所述背景装置的实际温度的误差是否在允许范围之内，并且所述电脑装置向平均温度值超出所述允许范围的区域的平均温度值，补偿该区域的平均温度与所述参考背景的实际温度之间的差值，以使该区域的补偿后温度与所述背景装置的实际温度保持一致。

2.如权利要求1所述的红外热成像检测系统，其特征在于，所述背景装置包括：

背景板，呈面板形状；

两个以上的温度基准校正源，阵列布置在所述背景板，用于在所述背景板形成均匀稳定的温度环境；

控制器，与所述温度基准校正源相电连接，以用于控制所述温度基准校正源的温度。

3.如权利要求2所述的红外热成像检测系统，其特征在于，所述温度基准校正源以n×m矩阵形式阵列布置在所述背景板，其中n≥2、m≥2。

4.如权利要求2所述的红外热成像检测系统，其特征在于，所述温度基准校正源以十字形或圆形阵列布置在所述背景板。