CN107547892B - 热异常检测 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热异常检测。系统和方法可以用于检测红外图像的目标场景中的热异常。可以将所获取的热图像数据与统计学热分布相比较以检测图像数据中的热异常。可以使用基于比较的异常数据来生成表示检测到的异常的位置和/或严重性的图像。可以使用所述系统来获取热图像数据以用于生成和/或更新统计学热分布以供在异常检测过程中使用。辅助测量设备可以提供表示目标场景的一个或多个参数的测量数据。可以使用该测量数据来从与所述目标场景相关联的多个可能的统计学热分布中进行选择，以最佳地匹配该场景的当前参数。

Description

热异常检测

背景技术

热成像相机被用在各种各样的情形中。操作装备的热检查可以用于快速地分析装备而无需侵入性测量或不合期望的系统停工时间。然而，解释热图像通常需要关于所成像的装备的大量经验和专门知识以便确定热影像是否正示出“正常”或“异常”行为。

造成这种困难的是以下事实：在没有另外的知识和/或信息的情况下，从影像指示的温度读数可能不足以确定正常操作（即，装备正在正确操作）对比异常操作（存在问题）。例如，电机的特定温度读数（例如，75℃）可能在一定负载和环境条件下被视为是正常的，但是在其它条件（更低的负载、更低的环境条件等）下其可能暗示存在问题。附加地或替换地，对象（例如，电机）的某些部分的热特性可能在使用期间比其它部分具有更大的起伏。不熟悉的检查员可能在图像中观察到比平常更热的位置并且不正确地假定了异常操作。

发明内容

本公开的各方面涉及用于检测目标场景中的热异常的系统和方法。可以使用热成像设备来获取目标场景的热图像数据。可以将所获取的热图像数据与表示该目标场景的典型热行为的统计学热分布相比较。基于该比较，可以生成表示接收到的热图像数据相对于所述统计学热分布的异常性程度的异常数据。

在一些示例中，在热图像数据的多个区域以及统计学热分布中的对应的多个区域中执行该比较。可以生成针对每个区域的异常数据以用于确定在目标场景中的哪些区域（如果有的话）展现出异常行为。在各种示例中，可以例如经由图形表示向用户指示检测到的异常。此类图形表示可以在视觉上指示热图像数据中的哪些区域“最”异常。

统计学热分布可以包括各种各样的统计学参数，诸如均值、中值、标准差、百分率统计结果等。此类统计学参数可以用于确定热图像数据的区域是否真实地展现出异常行为。例如，在具有规律性变化的温度的目标场景中的区域可能在对应的统计学热分布中具有相对大的标准差。因此，即使所获取的热图像数据示出显著的温度改变，这样的条件也可能没有在正常条件之外，并且可能不被识别为异常。

在一些示例中，统计学热分布可以与目标场景的附加参数相关联。此类附加参数可能影响目标场景的典型热分布。例如，目标场景中的装备的电流汲取、环境温度和/或其它参数可能影响目标场景的总体热分布。因此，在一些实施例中，可以使用一个或多个辅助测试设备来获取附加参数以用于选择与目标场景的当前条件相关联的统计学热分布。可以从包括多个统计学热分布的存储器中基于经由辅助测试设备确定的参数来选择统计学热分布，以便选择适当的统计学热分布。

在一些示例中，可以使用热成像设备来获取多个红外图像，以便生成统计学热分布。例如，当设备正在已知的“正常”条件中操作时（例如，新设备或新维修的设备），所获取的该设备的热图像很可能表示无异常热行为。可以使用此类图像来生成统计学热分布。在一些示例中，可以在基于获取热图像数据时的目标场景的条件来将热图像数据归属到一个或多个统计学热分布时使用一个或多个辅助测试设备。

附图说明

图1示出示例热成像相机的透视图。

图2是图示出包括在示例性热成像相机中或与之通信的部件的功能框图。

图3是图示出用于相对于统计学热分布分析目标场景的示例性系统的示意图。

图4是示出根据一些实施例的系统部件之间的通信的示意性框图。

图5是图示出用于检测热图像中的异常并且向用户警告热图像中的异常的示例性方法的过程流程图。

图6是图示出根据一些示例的生成这样的视觉表示的示意图。

图7是图示出根据一些实施例的用于生成统计学热分布的示例性过程的过程流程图。

图8是图示出用于持续更新统计学热分布的示例性方法的过程流程图。

具体实施方式

以下详细说明在本质上是示例性的并且不意图以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。而是，以下描述提供一些实践性说明以用于实现本发明的各种实施例。提供针对所选元件的构造、材料、尺寸和制造过程的示例，并且所有其它元件采用本发明的领域中的普通技术人员所已知的构造、材料、尺寸和制造过程。本领域技术人员将认识到，所指出的示例中的许多具有各种各样的适当替换方案。

可以使用热成像相机来检测跨待观察场景（包括一个或多个对象）的热力模式（heat pattern）。热成像相机可以检测由该场景发出的红外辐射并将该红外辐射转换成指示热力模式的红外图像。在一些实施例中，热成像相机还可以捕捉来自场景的可见光并将可见光转换成可见光图像。取决于热成像相机的配置，该相机可以包括用以将红外辐射聚焦在红外传感器上的红外光学器件以及用以将可见光聚焦在可见光传感器上的可见光光学器件。

各种实施例提供用于使用取平均技术以减小的噪声产生热图像的方法和系统。为了进一步改进图像质量并消除可能由取平均产生的问题（例如，模糊、重影等），在取平均之前对热图像执行图像对齐过程。

图1示出示例热成像相机100的透视图，该热成像相机100包括外壳102、红外透镜组件104以及可见光透镜组件106。外壳102容纳热成像相机100的各种部件。在所图示的实施例中，热成像相机100的顶部包括用于永久性地或可移除地将相机100附着到表面的附连机构114。在一些情况下，用户可以将相机100附着到接近待测装备的表面或结构，使得待测装备处于相机100的视场中。附连机构114可以包括用于附着到表面或结构的任何适当的材料或构造，诸如挂钩和搭环材料、磁体、卡扣、夹子等。可以经由条带116将附连机构114固定到相机100。在其它实施例中，附连机构114可以直接附连到相机100。

红外透镜组件104接收来自场景的红外辐射并将该辐射聚焦在红外传感器上以用于生成场景的红外图像。可见光透镜组件106接收来自场景的可见光并将可见光聚焦在可见光传感器上以用于生成同一场景的可见光图像。热成像相机100响应于如本文中别处描述的各种各样的可能提示而捕捉可见光图像和/或红外图像。

热成像相机100还可以包括被耦合到红外透镜组件104的聚焦机构（未示出），其被配置成移动所述红外透镜组件的至少一个透镜以便调节由热成像相机生成的红外图像的焦点。附加地或替换地，聚焦机构可以相对于红外透镜组件的一个或多个透镜而移动FPA。

在操作中，热成像相机100通过接收来自场景的以红外波长光谱发射的能量并且处理该红外能量以生成热图像来检测场景中的热力模式。热成像相机100还可以通过接收以可见光波长光谱的能量并且处理该可见光能量以生成可见光图像来生成同一场景的可见光图像。如下文中更详细地描述的，热成像相机100可以包括被配置成捕捉场景的红外图像的红外相机模块以及被配置成捕捉同一场景的可见光图像的可见光相机模块。红外相机模块可以接收投射穿过红外透镜组件104的红外辐射并且从其生成红外图像数据。可见光相机模块可以接收投射穿过可见光透镜组件106的光并且从其生成可见光数据。

在一些示例中，热成像相机100基本上同时地（例如，在同一时间）收集或捕捉红外能量和可见光能量，使得由相机生成的可见光图像和红外图像属于在基本上同一时间的同一场景。在这些示例中，由热成像相机100生成的红外图像指示在特定时间段的场景内的局部化温度，而由相机生成的可见光图像指示在同一时间段的同一场景。在其它示例中，热成像相机可以在不同的时间段捕捉来自场景的红外能量和可见光能量。

可见光透镜组件106包括将可见光能量聚焦在可见光传感器上以用于生成可见光图像的至少一个透镜。可见光透镜组件106定义可见光光轴，其穿过该组件的所述至少一个透镜的曲率中心。可见光能量投射穿过透镜前方并且聚焦在透镜的相对侧上。可见光透镜组件106可以包括单个透镜或串联地布置的多个透镜（例如，两个、三个或更多个透镜）。此外，可见光透镜组件106可以具有固定焦点或者可以包括聚焦调节机构以用于改变可见光光学器件的焦点。在其中可见光透镜组件106包括聚焦调节机构的示例中，聚焦调节机构可以是手动调节机构或自动调节机构。

红外透镜组件104还包括至少一个透镜，其将红外能量聚焦在红外传感器上以用于生成热图像。红外透镜组件104定义红外光轴，其穿过该组件的透镜的曲率中心。在操作期间，红外能量被引导穿过透镜前方并且被聚焦在透镜的相对侧上。红外透镜组件104可以包括单个透镜或者包括可以被串联布置的多个透镜（例如，两个、三个或更多个透镜）。在一些示例中，红外透镜组件104可以包括具有衍射或反射属性或元件的透镜。诸如反射镜（例如，菲涅尔镜）等的附加光学部件可以被包括在红外透镜组件104内或以其它方式接近红外透镜组件104。

在一些示例中，热成像相机100可以包括除手动调节的聚焦机构之外或作为其替代的自动调节的聚焦机构。自动调节的聚焦机构可以可操作地耦合到红外透镜组件104的至少一个透镜并且被配置成例如响应于来自热成像相机100的指令而将至少一个透镜自动地移动到各种焦点位置。在此类示例的一个应用中，热成像相机100可以使用诸如激光器之类的距离传感器（未示出）来以电子方式测量目标场景中的对象与相机之间的距离，其被称为到目标距离。热成像相机100然后可以控制自动调节的聚焦机构来将红外透镜组件104的所述至少一个透镜移动到与由热成像相机100确定的到目标距离数据相对应的焦点位置。焦点位置可以对应于到目标距离数据，因为焦点位置可以被配置成将目标场景中的对象放置在所确定的焦点对准的距离（distance in focus）处。在一些示例中，由自动调节的聚焦机构所设置的焦点位置可以由操作者例如通过与相机对接来手动地覆盖（override）。

在热成像相机100的操作期间，操作者可能希望查看场景的热图像和/或由该相机生成的同一场景的可见光图像。出于此原因，热成像相机100可以包括或以其它方式与显示器通信。在图1的示例中，热成像相机100包括远离热成像相机100的红外透镜组件104和可见光透镜组件106（例如，与之分离）（诸如嵌入在外部设备160中）的显示器108。

示例性外部设备（160）可以包括例如智能电话、平板设备、计算机、远程设施等。外部设备160一般可以经由有线或无线通信与热成像相机100通信。有线连接可以包括USB技术、串行技术或其它已知的有线通信技术。附加地或替换地，无线通信可以包括射频（RF）通信、红外（IR）通信、Wi-Fi、Zigbee、蓝牙或其它已知的无线通信技术。在一些示例中，外部设备160可以经由网络（例如，互联网、局域网或其它已知的通信网络）经由有线通信、无线通信或其组合来与热成像相机100通信。

热成像相机100可以包括各种各样的用户输入介质以便控制相机的操作以及调节相机的不同设置。示例控制功能可以包括调节红外和/或可见光光学器件的焦点、打开/关闭快门、捕捉红外图像和/或可见光图像等等。在一些示例中，热成像相机100包括接口元件，诸如可按压触发控件和/或按钮，以用于控制相机操作的其它方面。用户输入介质的不同数目或布置是可能的，并且应领会的是，本公开在这方面不受限制。例如，热成像相机100可以包括触摸屏显示器，其通过按压屏幕的不同部分来接收用户输入。

在一些实施例中，用户输入介质可以被集成到与热成像相机100通信的外部设备160中。在示例性实施例中，具有触摸屏的智能电话或平板设备（例如，160）与热成像相机（例如，100）通信。智能电话或平板设备的触摸屏可以提供软按钮接口以便用户与热成像相机例如经由在外部设备上运行的应用进行交互。

在一些示例中，相机包括能够与其它装备通信（诸如与测量附件148或其它辅助测量设备通信）的接口110。在所图示的实施例中，相机100包括接口110以用于接收测量附件148的对接插头150。相机100可以经由接口110接收来自测量附件148的信号并从其生成测量数据。例如，在所图示的实施例中，辅助测量附件148可以被配置成测量待测装备和/或目标场景的参数，诸如流过导体的电流、环境温度或测量日期，并将表示所测量的参数的数据传送给相机100。相应地，相机100可以包括生成表示待测设备的至少一个参数的测量数据的辅助测量设备和/或起该辅助测量设备的作用。在一些示例中，相机100、辅助测量附件148或辅助测量附件148和相机100的组合可以被称为测试和测量工具。

图1的相机100包括IR成像设备（例如，104）和VL成像设备（例如，106）以用于分别生成表示目标场景的IR和VL图像数据。可以以任何数目的方式来组合和显示IR和VL图像数据，诸如在题为“CAMERA WITH VISIBLE LIGHT AND INFRARED BLENDING（具有可见光与红外混合的相机）”的美国专利No.7,535,002中所描述的那些，所述专利被转让给本申请的受让人，并藉此通过引用将其整体并入。可以由用户或处理设备来组合IR和VL图像数据或者以其它方式显示或分析该IR和VL图像数据。在一些示例中，相机100包括处理器，其用于执行下述的任意组合：处理IR和VL图像数据、处理来自测量附件148的测量数据、响应于接收到的信息而发起由VL成像设备、IR成像设备和测量附件148中的一个或多个进行的一个或多个操作、组合从这些工具中的任意所接收的数据以及任何其它处理功能。

图1的所图示的系统包括外部设备160，其可以与相机100有线或无线通信。外部设备160可以包括智能电话、平板设备或能够执行接收、处理或显示数据中的任意的任何其它外部设备。在一些示例中，相机100包括用于激活相机100的无线接口的按钮140。在某些这样的示例中，致动按钮启用相机100与诸如160之类的外部设备之间的无线通信。在一些实施例中，按钮140可以启用相机100与辅助测量设备、外部设备160和/或远程位置之间的例如通过网络进行的无线通信。在一些实施例中，相机100与外部设备160之间的无线通信不需要由按钮140发起。例如在一些示例中，相机100可以被配置成与通信范围内的任何适当的外部设备进行通信。在一些示例中，可以自动地与外部设备建立通信。在某些这样的示例中，自动与运行适当软件（例如，智能电话或平板设备应用）的设备建立通信。在又一另外的实施例中，可以从外部设备建立通信。

图1的相机100包括用于向其它设备传送数据或其它信号或从其它设备接收数据或其它信号的通信链接142。例如，在一些示例中，相机100可以经由与通信链接142的有线连接与外部设备160或其它装备（例如，外部辅助测量设备）对接。在各种实施例中，通信链接142可以提供有线通信、无线通信或二者。

相机100可以包括用于从电源接收功率的功率输入144。例如，功率输入144可以被耦合到外部电源，诸如墙壁插座或其它电源。附加地或替换地，相机100可以包括用于对相机100供电的一个或多个电池，或者相机100可以寄生性地从已被供电的接近设备接收功率。在一些示例中，功率输入144可以向成像工具、集成的辅助测量设备（例如，经由接口110）或二者提供电功率。

在一些示例中，相机100无线地或经由有线连接（例如，通信链接142）向单独的设备（诸如外部设备160或其它远程位置）传输数据。该单独的设备可以分析成像数据和测量数据中的一个或二者，并且可以响应于一个或多个被满足的阈值或预定的条件而将命令传送回给相机100。附加地或替换地，外部设备160可以从相机100接收测量数据、IR图像数据以及VL图像数据的任何组合。相应地，在一些示例中，外部设备160可以显示这样的数据的任何组合，所述数据包括测量数据（例如，流过导体的电流的量）、目标场景的VL图像、目标场景的IR图像、目标场景的VL和IR图像的组合以及从IR图像数据确定的目标场景的表观温度数据。一般而言，可以显示可用数据的任何组合。

虽然被示为直接与测量附件148对接，但是热成像相机100可以与被配置成生成测量数据的辅助测量设备进行有线或无线通信。附加地或替换地，外部设备（例如，160）可以与热成像相机100和辅助测量设备二者通信，并且可以执行接收到的图像和/或测量数据的处理任务中的某些或全部。

图2是图示出包括在示例性热成像相机中或与之通信的部件的功能框图。热成像相机包括IR相机模块200、前端电路202。IR相机模块200和前端电路202有时也组合起来称为热成像相机100的前端级或前端部件204。热成像相机100还可以包括可见光相机模块206、显示器108、用户接口208以及输出/控制设备210（例如，外部设备160）。如本文中别处所描述的，诸如显示器108或用户接口208之类的某些这样的部件可以位于与热成像相机分离之处（例如，在外部设备160中）。

红外相机模块200可以被配置成接收由目标场景发射的红外能量以及将红外能量聚焦在红外传感器上以用于生成红外能量数据，所述红外能量数据例如可以以红外图像的形式被显示在显示器108上和/或被存储在存储器中。红外相机模块200可以包括用于执行归属于本文中的模块的功能的任何适当部件。在图2的示例中，红外相机模块200被图示为包括红外透镜组件104和红外传感器220。如上文中关于图1所描述的，红外透镜组件104包括拍摄由目标场景发射的红外能量并将红外能量聚焦在红外传感器220上的至少一个透镜。红外传感器220通过生成电信号来对所聚焦的红外能量进行响应，所述电信号可以被转换并且作为红外图像显示在显示器108上。

红外传感器220可以包括一个或多个焦平面阵列（FPA），其响应于通过红外透镜组件104接收的红外能量而生成电信号。每个FPA可以包括多个红外传感器元件，包括例如辐射热测量计（bolometer）、光子检测器或其它适当的红外传感器元件。在操作中，每个传感器元件（其均可以被称为传感器像素）可以响应于吸收从目标场景接收的红外能量而改变电特性（例如，电压或电阻）。进而，电特性方面的改变可以提供电信号，该电信号可以由处理器222接收并且处理成在显示器108上显示的红外图像。

例如，在其中红外传感器220包括多个辐射热测量计的示例中，每个辐射热测量计可以吸收通过红外透镜组件104聚焦的红外能量并且响应于所吸收的能量而在温度中增加。每个辐射热测量计的电阻可以随着辐射热测量计的温度改变而改变。在每个检测器元件起到传感器像素的作用的情况下，可以通过将每个检测器元件的电阻中的改变转化成时间复用的电信号来进一步生成红外辐射的二维图像或图片表示，所述时间复用的电信号可以被处理以用于在显示器上可视化或者在（例如，计算机的）存储器中存储。处理器222可以通过向每个辐射热测量计施加电流（或电压）并测量跨辐射热测量计的结果得到的电压（或电流）来测量每个辐射热测量计的电阻中的改变。基于这些数据，处理器222可以确定由目标场景的不同部分发射的红外能量的量并且控制显示器108来显示目标场景的热图像。

与包括在红外传感器220的FPA中的红外传感器元件的特定类型无关，FPA阵列可以定义任何适当的大小和形状。在一些示例中，红外传感器220包括以网格模式布置的多个红外传感器元件，诸如例如，以纵向列和横向行布置的传感器元件的阵列。在各种示例中，红外传感器220可以包括例如16×6、50×50、160×120、120×160或650×480的纵向列乘横向行的阵列。在其它示例中，红外传感器220可以包括更小数目的纵向列和横向行（例如，1×1）、更大数目的纵向列和横向行（例如，1000×1000）或不同的列行比。

在某些实施例中，将读出集成电路（ROIC）结合在IR传感器220上。ROIC被用于输出与传感器像素中的每一个相对应的信号。这样的ROIC通常被制造为硅基板上的集成电路。多个检测器元件可以被制造于ROIC顶部，其中它们的组合提供了IR传感器220。在一些实施例中，ROIC可以包括在本公开中别处讨论的被直接结合到FPA电路上的部件（例如，模数转换器（ADC））。这样的ROIC集成，或者未明确地讨论的其它进一步的集成级，应当被视为在本公开的范围内。

如以上所述，IR传感器220生成与由每个红外检测器元件接收来表示热图像的红外辐射相对应的一系列电信号。当通过扫描组成IR传感器220的全部行而获取来自每个红外检测器元件的电压信号时，生成热图像数据的“帧”。再次地，在涉及到辐射热测量计作为红外检测器元件的某些实施例中，这样的扫描是通过将对应的检测器元件切换到系统电路中并跨这样的切换进来的元件施加偏置电压来完成的。通过重复地扫描IR传感器220的行来生成热图像数据的连续的帧，其中这样的帧是以足以生成热图像数据的视频表示的速率（例如，30Hz或60Hz）来产生的。

前端电路202包括用于与IR相机模块200对接并控制IR相机模块200的电路。此外，前端电路202最初处理收集到的红外图像数据并且经由前端电路202与处理器222之间的连接来将收集到的红外图像数据传输给处理器222。更具体来说，最初由热成像相机100的前端电路202来调整由IR传感器220生成的信号。在某些实施例中，如所示的，前端电路202包括偏置生成器224和前置放大器/积分器226。除了提供检测器偏置之外，偏置生成器224还可以可选地向针对每个切换进来的检测器元件生成的总电流添加平均偏置电流或者从该总电流减去平均偏置电流。可以改变平均偏移电流以便（i）对由热成像相机100内部的环境温度中的改变导致的对于检测器元件的整个电阻阵列的偏差进行补偿，以及（2）对IR传感器220的平均检测器元件中的阵列到阵列的变化进行补偿。这样的偏置补偿可以由热成像相机100或软件来自动控制，或者可以经由对于输出/控制设备210或处理器222的输入来用户控制。在提供检测器偏置以及可选的平均偏置电流的减去或添加之后，可以使所述信号穿过前置放大器/积分器226。通常，例如在传入信号的数字化之前使用前置放大器/积分器226来调整传入信号。结果，传入信号可以被调节成使得能够实现对信号的更有效的解释的形式，并且进而可以导致对所创建的图像的更有效的解析。随后，将经调整的信号向下游发送到热成像相机100的处理器222中。

在一些实施例中，前端电路202可以包括一个或多个附加元件，例如ADC 230和/或一个或多个辅助测量设备（诸如附加传感器或设备228）。附加传感器228可以包括例如温度传感器、可见光传感器（诸如CCD）、压力传感器、磁性传感器等。附加地或替换地，辅助测量设备可以提供任何各种各样的信息，诸如时间、日期等。这样的传感器或其它辅助测量设备可以提供附加校准和检测信息以增强热成像相机100的功能性。例如，温度传感器可以提供IR传感器220附近的环境温度读数以帮助辐射测定计算。诸如霍尔效应传感器之类的磁性传感器可以与安装在透镜上的磁体相组合地用来提供透镜焦点位置信息。这样的信息可以对于计算距离或确定视差偏移以与从可见光传感器聚集的可见光场景数据一起使用是有用的。

ADC 230可以提供与下文中讨论的相同的功能并且以与下文中讨论的基本上相同的方式进行操作，然而，将其包括在前端电路202中可以提供某些益处，例如，在经由前端电路202与处理器222之间的连接而传输到处理器222之前对场景和其它传感器信息的数字化。在一些实施例中，ADC 230可以被集成到如上讨论的ROIC中，从而消除对单独架置和安装的ADC 230的需要。

在一些实施例中，前端部件还可以包括快门240。快门240可以相对于透镜位于外部或内部，并且操作为打开或关闭由红外透镜组件104提供的视图。如本领域中已知的，快门240可以是可机械定位的，或者可以通过诸如DC电机或螺线管之类的机电设备来致动。本发明的实施例可以包括校准或者设定软件实现的方法或设置，其利用快门240来针对每个检测器元件建立适当的偏置水平。

被描述为热成像相机100内的处理器的部件（包括处理器222）可以单独地或以任何适当的组合被实现为一个或多个处理器，诸如一个或多个微处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑电路等等。处理器222还可以包括存储器，其存储程序指令和相关数据，所述程序指令和相关数据在被处理器222执行时促使热成像相机100和处理器222实行在本公开中归属于它们的功能。存储器可以包括任何固定或可移除的磁性、光学或电介质，诸如RAM、ROM、CD-ROM、硬磁盘或软磁盘、EEPROM等。存储器还可以包括可移除存储器部分，其可以用于提供存储器更新或在存储器容量方面增加。可移除存储器还可以允许将图像数据容易地传输到另一计算设备，或在热成像相机100被用在另一应用中之前将图像数据移除。处理器222还可以被实现为片上系统，其将计算机或其它电子系统的一些或全部部件集成到单个芯片中。这些元件操纵从前端级204输送的经调整的场景图像数据，以便提供可以被显示或存储以供用户使用的输出场景数据。随后，处理器222（处理电路）将经处理的数据发送到显示器108或其它输出/控制设备210。

在热成像相机100的操作期间，处理器222可以控制红外相机模块200来生成红外图像数据以用于创建红外图像。处理器222可以生成红外图像数据的数字“帧”。通过生成红外图像数据的帧，处理器222在基本上给定的时间点处捕捉目标场景的红外图像。即，在一些示例中，可以同时捕捉组成红外图像的多个像素。在其它实施例中，可以串行地捕捉一个或多个像素的集合直至已经捕捉到每个像素为止。

处理器222可以通过在单个时间处测量包括在红外传感器220的FPA中的每个红外传感器元件的电信号来捕捉目标场景的单个红外图像或“快照”。替换地，处理器222可以通过重复地测量包括在红外传感器220的FPA中的每个红外传感器元件的电信号来捕捉目标场景的多个红外图像。在其中处理器222重复地测量包括在红外传感器220的FPA中的每个红外传感器元件的电信号的示例中，处理器222可以生成目标场景的动态热图像（例如，视频表示）。例如，处理器222可以以足以生成热图像数据的视频表示的速率（诸如例如，30Hz或60Hz）来测量包括在FPA中的每个红外传感器元件的电信号。处理器222可以在捕捉红外图像时执行其它操作，诸如顺序地致动快门240以打开和关闭红外透镜组件104的光圈，等等。

在红外传感器220的每个传感器元件起到传感器像素的作用的情况下，处理器222可以通过将每个传感器元件的电特性（例如，电阻）中的改变转化成时间复用的电信号来生成来自目标场景的红外辐射的二维图像或图片表示，所述时间复用的电信号可以被处理，例如用于在显示器108上可视化和/或在存储器中存储。当显示在显示器108上时，红外图像可以包括多个显示像素。显示像素可以与对应的传感器像素具有任何经定义的关系。在一些示例中，每个传感器像素对应于红外数据的图像表示中的显示像素。在其它示例中，可以组合（例如，取平均）多个传感器像素以为单个显示像素提供红外信息。在另外的其它示例中，单个传感器像素可以对多个显示像素做出贡献。例如，来自单个传感器像素的值可以诸如以简单的上采样过程而被复制于附近的像素处。在其它示例中，可以诸如以内插过程对邻近的像素或以其它方式在附近的像素取平均以创建新的像素值。由于显示像素与传感器像素之间的关系是关于相机操作而定义的，因此广义术语“像素”可以指代传感器像素、显示像素或当从传感器像素处理成显示像素时的数据，除非另外阐明。处理器222可以执行计算来将原始的红外图像数据转换成场景温度（辐射测定），其在一些示例中包括对应于场景温度的颜色。

处理器222可以控制显示器108来显示所捕捉的目标场景的红外图像的至少一部分。在一些示例中，处理器222控制显示器108以使得红外传感器220的每个传感器元件的电响应与显示器108上的单个像素相关联。在其它示例中，处理器222可以增加或减小红外图像的分辨率，使得相比在IR传感器220中存在的传感器元件而存在显示器108上显示的更多或更少的像素。处理器222可以控制显示器108以显示整个红外图像（例如，由热成像相机100捕捉的目标场景的全部部分）或少于整个红外图像（例如，由热成像相机100捕捉的整个目标场景的更少的部分）。处理器222可以执行其它图像处理功能，如下文中更详细地描述的。

独立于特定电路，热成像相机100可以被配置成操纵表示目标场景的数据，以便提供可以被显示、存储、传输或以其它方式被用户利用的输出。

热成像相机100包括可见光相机模块206。可见光相机模块一般是公知的。例如，在智能电话和众多的其它设备中包括各种可见光相机模块。在一些实施例中，可见光相机模块206可以被配置成接收来自目标场景的可见光能量以及将可见光能量聚焦在可见光传感器上以用于生成可见光能量数据，所述可见光能量数据例如可以以可见光图像的形式被显示在显示器108上和/或被存储在存储器中。可见光相机模块206可以包括用于执行归属于本文中的模块的功能的任何适当部件。在图2的示例中，可见光相机模块206被图示为包括可见光透镜组件106和可见光传感器242。如上文中关于图1和2所描述的，可见光透镜组件106包括拍摄由目标场景发射的可见光能量并将可见光能量聚焦在可见光传感器242上的至少一个透镜。可见光传感器242通过生成电信号来对所聚焦的能量进行响应，所述电信号可以被转换并且作为可见光图像显示在显示器108上。在一些示例中，可见光模块206是可由用户配置的，并且可以提供例如到显示器108的以各种各样的格式的输出。可见光相机模块206可以包括针对变化的光照或其它操作条件或用户偏好的补偿功能性。可见光相机模块可以提供包括图像数据的数字输出，其可以包括以各种各样的格式（例如，RGB、CYMK、YCbCr等）的数据。

可见光传感器242可以包括多个可见光传感器元件，诸如例如CMOS检测器、CCD检测器、PIN二极管、雪崩光电二极管等。可见光传感器元件的数目可以与红外光传感器元件的数目相同或与其不同。

在操作中，从目标场景接收的光能量可以穿过可见光透镜组件106并被聚焦在可见光传感器242上。当光能量撞击在可见光传感器242的可见光传感器元件上时，可以释放光电检测器内的光子并将其转换成检测电流。处理器222可以处理该检测电流以形成目标场景的可见光图像。

在热成像相机100的使用期间，处理器222可以控制可见光相机模块206来从所捕捉的目标场景生成可见光图像数据以用于创建可见光图像。可见光数据可以包括指示与所捕捉的目标场景的不同部分相关联的（一个或多个）颜色的光度数据和/或与所捕捉的目标场景的不同部分相关联的光的量值。处理器222可以通过在单个时间处测量热成像相机100的每个可见光传感器元件的响应来生成可见光图像数据的“帧”。通过生成可见光数据的帧，处理器222在给定的时间点处捕捉目标场景的可见光图像。处理器222还可以重复地测量热成像相机100的每个可见光传感器元件的响应，以便生成目标场景的动态热图像（例如，视频表示），如上文中关于红外相机模块200描述的那样。在一些示例中，可见光相机模块206可以包括能够操作可见光相机模块206的其自己的专用处理器或其它电路（例如，ASIC）。在某些这样的实施例中，所述专用处理器与处理器222通信以便向处理器222提供可见光图像数据（例如，RGB图像数据）。在替换实施例中，用于可见光相机模块206的专用处理器可以集成到处理器222中。

在可见光相机模块206的每个传感器元件起到传感器像素的作用的情况下，处理器222可以通过将每个传感器元件的电响应转化成时间复用的电信号来生成来自目标场景的可见光的二维图像或图片表示，所述时间复用的电信号可以被处理，例如用于在显示器108上可视化和/或在存储器中存储。

处理器222可以控制显示器108来显示所捕捉的目标场景的可见光图像的至少一部分。在一些示例中，处理器222控制显示器108以使得可见光相机模块206的每个传感器元件的电响应与显示器108上的单个像素相关联。在其它示例中，处理器222可以增加或减小可见光图像的分辨率，使得相比在可见光相机模块206中存在的传感器元件而存在显示器108上显示的更多或更少的像素。处理器222可以控制显示器108来显示整个可见光图像（例如，由热成像相机100捕捉的目标场景的全部部分）或少于整个可见光图像（例如，由热成像相机100捕捉的整个目标场景的更少的部分）。

在一些实施例中，用于获取IR和VL图像数据的红外相机模块200和可见光相机模块206中的一个或二者可以被包括在图像获取模块280中。图像获取模块可以与包括处理器（诸如222）的处理模块290有线或无线通信。处理模块290可以从图像获取模块280接收图像数据并执行如本文中将要描述的随后的处理步骤。在一些示例中，处理模块290可以包括便携式处理设备，诸如智能电话或平板设备。在一些这样的实施例中，前端电路202的各种部件可以被包括在图像获取模块280、处理模块290或二者中。

在这些和其它示例中，处理器222可以控制显示器108来同时显示由热成像相机100捕捉的可见光图像的至少一部分以及由热成像相机100捕捉的红外图像的至少一部分。这样的同时显示可以是有用的，因为操作者可以参考在可见光图像中显示的特征来帮助理解在红外图像中同时显示的特征，因为操作者可能相比于红外图像更容易辨识和区分可见光图像中的不同真实世界特征。在各种示例中，处理器222可以控制显示器108来以并排布置、以图中图布置（其中图像中的一个图像环绕图像中的另一个图像）或以其中同时显示可见光图像和红外图像的任何其它适当布置来显示可见光图像和红外图像。

例如，处理器222可以控制显示器108来以组合布置显示可见光图像和红外图像。在这样的布置中，对于在可见光图像中表示目标场景的一部分的一个像素或像素集合来说，在红外图像中存在表示目标场景的基本上相同部分的对应的像素或像素集合。在各种实施例中，IR和VL图像的大小和/或分辨率不需要相同。相应地，在IR或VL图像中的一个中可以存在像素集合，其对应于在IR或VL图像中的另一个中的单个像素或不同大小的像素的集合。类似地，在VL或IR图像中的一个中可以存在一个像素，其对应于另一图像中的像素集合。因此，如本文中使用的，对应不要求一对一的像素关系，而是可以包括像素或像素群组的不匹配的大小。可以执行不匹配大小的图像区域的各种组合技术，诸如对图像中的一个的上采样或下采样、或者将像素与对应的像素集合的平均值相组合。其它示例是已知的并且也在本公开的范围内。

因此，对应的像素不需要具有直接的一对一关系。而是，在一些实施例中，单个红外像素具有多个对应的可见光像素，或者一个可见光像素具有多个对应的红外像素。附加地或替换地，在一些实施例中，并非所有的可见光像素都具有对应的红外像素，或者反之亦然。这样的实施例可以指示例如如先前讨论的图中图类型的显示。因此，可见光像素将不一定在可见光图像内具有与对应的红外像素所具有的相同的像素坐标。相应地，如本文中使用的，对应像素一般指代来自任何图像（例如，可见光图像、红外图像、组合图像、显示图像等）的包括来自目标场景的基本上相同部分的信息的像素。这样的像素不需要具有图像之间的一对一关系，并且不需要在它们各自的图像内具有类似的坐标位置。

类似地，具有对应像素（即，表示目标场景的相同部分的像素）的图像可以称为对应图像。因此，在某些这样的布置中，可以将对应的可见光图像和红外图像在对应像素处彼此叠加在顶部之上。操作者可以与用户接口208进行交互以控制显示在显示器108上的图像中的一个或二者的透明度或不透明度。例如，操作者可以与用户接口208交互以在完全透明与完全不透明之间调节红外图像，以及还在完全透明和完全不透明之间调节可见光图像。这样的示例性组合布置（其可以称为α混合布置）可以允许操作者调节显示器108以显示仅红外图像、仅可见光图像或在仅红外图像和仅可见光图像的极端情况之间的这两个图像的任何叠覆组合。处理器222还可以将场景信息与其它数据组合，其它数据诸如是辐射测定数据、警报数据等。一般而言，可见光图像和红外图像的α混合组合可以包括从100%红外和0%可见光到0%红外和100%可见光的任何情况。在一些实施例中，混合的量可以由相机的用户来调节。因此在一些实施例中，可以在100%可见光和100%红外之间调节混合图像。

附加地，在一些实施例中，处理器222可以解译并执行来自用户接口208和/或输出/控制设备210的命令。这可以涉及到处理各种输入信号并将那些信号经由处理器222与前端电路202之间的连接传输到前端电路202。可以致动接近前端电路202的部件（例如，电机或螺线管）以完成期望的控制功能。示例性控制功能可以包括调节焦点、打开/关闭快门、触发传感器读数、调节偏置值等。此外，可以使用输入信号来变更处理器222中发生的对图像数据的处理。

处理器还可以包括其它部件以帮助热成像相机100的处理和控制。例如，如上文讨论的，在一些实施例中，ADC可以被结合到处理器222中。在这样的情况中，由前端级204调整的模拟信号直到到达处理器222之后才被数字化。另外，一些实施例可以包括附加的机载存储器以用于在传输到显示器108或输出/控制设备210之前存储处理命令信息和场景数据。

操作者可以经由用户接口208与热成像相机100交互，用户接口208可以包括按钮、按键或用于从用户接收输入的另一机构。操作者可以经由显示器108接收来自热成像相机100的输出。显示器108可以被配置成以任何可接受的调色或颜色方案来显示红外图像和/或可见光图像，并且所述调色可以例如响应于用户控制而变化。在一些示例中，显示器108被配置成以单色调色（诸如灰度）来显示红外图像。在其它示例中，显示器108被配置成以诸如例如琥珀色、铁红色（ironbow）、蓝红色或其它高对比度颜色方案之类的颜色调色来显示红外图像。还可设想到灰度和颜色调色显示的组合。在一些示例中，被配置成显示这样的信息的显示器可以包括用于生成和呈现这样的图像数据的处理能力。在其它示例中，被配置成显示这样的信息的显示器可以包括从其它部件（诸如处理器222）接收图像数据的能力。例如，处理器222可以生成针对要显示的每个像素的值（例如，RGB值、灰度值或其它显示选项）。显示器108可以接收此类信息并将每个像素映射到视觉显示器中。

虽然处理器222可以控制显示器108来以任何适当的布置同时显示红外图像的至少一部分和可见光图像的至少一部分，但是图中图布置可以通过以相邻对齐的方式显示同一场景的对应的可见图像来帮助操作者容易地聚焦和/或解释热图像。

电源（未示出）向热成像相机100的各种部件输送操作功率，并且在一些示例中，可以包括可再充电电池或不可再充电电池和功率生成电路。

在热成像相机100的操作期间，处理器222借助于与存储在存储器中的程序信息相关联的指令来控制红外相机模块200和可见光相机模块206，以生成目标场景的可见光图像和红外图像。处理器222还控制显示器108来显示由热成像相机100生成的可见光图像和/或红外图像。

可以在各种系统和配置中采用热成像相机来执行监视和/或分析功能。例如，在一些情形中，热成像相机可以用于基于待测装备的热力模式来表征待测装备段的操作。以过高或过低的温度进行操作的装备的部分可以是装备故障或其它不合期望的操作条件的指示。观察装备的热分布可以在识别和解决此类问题时是有用的。

在一些情况下，待测装备易于由能够手动地执行对装备的热分析的技术人员访问，以便观察装备的热力模式中的任何趋势或异常。然而在其它情况下，装备可能难以访问，使得手动检查更加麻烦。附加地或替换地，具有许多装备段的系统或设施可能使得对每个装备段的检查过程变得困难和/或时间密集。另外，一些设施没有配给受过训练的技术人员，诸如能够执行热图像分析的热记录员。

本公开的各方面一般涉及用于针对目标场景提供增强的热分析的系统和方法。在一些实施例中，可以接近期望对其进行热分析的每个装备段部署一个或多个热成像相机。在某些这样的示例中，这样的热成像相机可以与外部设备（诸如智能电话、平板设备、计算机、远程监视设施等）进行通信以促进对该装备的热分布的观察。在提交于2015年10月23日的编号为14/921,128的美国专利申请以及提交于2015年9月16日的编号为14/855,989的美国专利申请中描述了一些这样的系统，所述专利中的每一个被转让给本申请的受让人并藉此通过引用将其整体并入。在这样的布置中，热成像相机可以保持在相同位置中以便连续或周期性地从基本上相同的视点来监视装备段。

附加地或替换地，在一些实施例中，相机可以包括一个或多个辅助测量设备或者以其它方式与该一个或多个辅助测量设备通信，所述辅助测量设备被配置成获取表示目标场景和/或待测装备的一个或多个参数的数据。辅助测量设备可以包括各种各样的设备中的任意，诸如在提交于2015年9月16日的编号为14/855,884的美国专利申请中描述的测试和测量工具，所述专利被转让给本申请的受让人并且藉此通过引用将其整体并入。示例性辅助测量设备可以包括但不限于，数字万用表、电流测量工具、电力质量工具、振动工具、便携式示波器工具、激光准直工具、超声测试工具、绝缘电阻测试器、多功能电气测试工具、单功能电气测试工具、接触温度测量工具、湿度测量工具、气流测量工具、气温测量工具、空气质量和粒子测量工具、时钟、日历以及能够提供表示目标场景的各方面的信息的其它设备。热成像相机和（一个或多个）辅助测量设备可以单独地和/或一起用于分析待测装备的行为。

在某些这样的示例中，热成像相机可以与辅助测量设备和/或本文中别处描述的外部设备有线或无线通信。类似地，辅助测量设备可以与热成像相机和/或外部设备有线或无线通信。在一些示例中，热成像相机和辅助测量设备与彼此以及至少一个共同的外部设备通信。在某些这样的示例中，辅助测量设备和热成像相机中的一个可以经由辅助测量设备和热成像相机中的另一个与所述外部设备通信。

图3是图示出用于相对于统计学热分布分析待测装备的示例性系统的示意图。在所图示的示例中，热成像相机300定位于接近待测装备304，使得装备304处于热成像相机300的视场312中。热成像相机300可以被配置成生成表示装备304的图像数据。在示例性实施例中，热成像相机300包括红外传感器阵列并且被配置成生成表示装备304的热力模式的红外图像数据。如本文中别处描述的，在一些实施例中，热成像相机300还包括可见光相机模块，其能够检测来自目标场景（例如，装备304）的可见光辐射并生成对其进行表示的可见光图像数据。在某些这样的实施例中，可见光相机模块定位于接近红外传感器阵列，使得可见光图像数据和红外图像数据表示基本上相同的场景。因此，将领会的是，如本文中使用的，术语“热成像相机”可以用于描述下述设备，该设备除了生成热图像数据之外，包括可见光相机模块和相关联的可见光成像光学器件以便获取可见光图像数据。

在示例性系统中，辅助测量设备310被配置成经由连接322测量装备304的一个或多个参数。连接322可以是有线连接或无线连接。辅助测量设备310被配置成生成表示装备304的至少一个参数的测量数据。在示例性实施例中，辅助测量设备310可以包括DMM，其被配置成经由有线连接322测量流过装备304的电流。

如所示的，热成像相机300可以经由通信链接320与辅助测量设备310通信。通信链接320可以包括热成像相机300与辅助测量设备310之间的单向或双向通信。在一些示例中，热成像相机300可以经由通信链接320将图像数据传送给辅助测量设备310。附加地或替换地，辅助测量设备310可以经由通信链接320将测量数据传送给热成像相机300。辅助测量设备310和热成像相机300中的一个或二者可以被配置成显示与装备304相关联的测量数据和图像数据中的一个或二者。在一些实施例中，除了图像数据和/或测量数据之外，辅助测量设备310和热成像相机300之间的通信还可以包括命令/控制信号或其它处理信号。

如在所图示的实施例中所示，外部设备360可以与热成像相机300和辅助测量设备中的一个或二者通信。在一些实施例中，外部设备360可以能够处理和/或显示来自热成像相机300的图像数据和来自辅助测量设备310的测量数据中的一个或二者。在一些示例中，外部设备360可以能够经由有线或无线通信链接316从热成像相机300获取图像数据并且经由有线或无线通信链接326从辅助测量设备310获取测量数据。

在一些示例中，外部设备360包括用于呈现关于图像数据和测量数据中的一个或二者的信息的显示器308或者以其它方式与该显示器308通信。在某些这样的实施例中，外部设备360可以将测量数据与图像数据进行组合以用于在显示器308上呈现。在一些示例中，显示器308被内置到外部设备360（诸如智能电话、平板设备、膝上型计算机等）中。在其它示例中，显示器308可以被内置到热成像相机300和辅助测量设备310中的一个中。在美国专利申请No.14/855,884中描述了各种此类配置，该专利通过引用被并入。

在一些示例中，热成像相机300可以包括用于暂时性或永久性附着到一个位置的紧固件。示例性紧固件可以包括例如磁体或条带。相应地，在一些示例中，热成像相机300可以被附着为接近待测的或要被测试的装备（例如，装备304）的段，以便从成像工具获取关于该装备的图像数据。成像工具可以被配置成独立地运转、与辅助测量设备310相结合地运转或者与该辅助测量设备310相物理连接地运转。在一些示例中，热成像相机300还可以与另一外部设备360相结合地运转或者被该另一外部设备360控制。

一般而言，诸如图3中所示的系统可以包括任何数目的成像工具和/或辅助测量设备。例如，可以使用多个成像工具来从多个角度或使用多种成像技术来获取待测对象的图像数据。附加地或替换地，可以使用多个辅助测量设备来确定待测对象的多个参数。来自任何数目的成像工具和辅助测量设备的图像数据和测量数据可以被传送到中央位置（例如，单个成像工具、辅助测量设备、外部设备等）以用于执行下述中的任意：处理、组合和显示所获取的数据。

图4是示出根据一些实施例的系统部件之间的通信的示意性框图。在所图示的示例中，热成像相机400被配置成生成表示待测装备404的热图像数据。类似地，辅助测量设备410被配置成生成表示待测装备404的至少一个参数的测量数据。

热成像相机400和辅助测量设备410与处理器430通信。处理器430可以能够接收来自热成像相机400和辅助测量设备410中的一个或二者的信号。在一些示例中，处理器430可以是热成像相机400或辅助测量设备410的一部分。在其它示例中，该处理器可以被包括在单独的部件中，诸如外部设备（例如，图3的360）。在一些实施例中，如本文中描述的处理器430的运转可以被划分于多个物理部件之间，所述物理部件诸如是在热成像相机400、辅助测量设备410或外部设备（例如，360）中的任何一个或多个内的处理器。

在一些配置中，处理器430被配置成分析由热成像相机400获取的热图像数据。处理器430可以继续分析热图像数据，并且在热图像数据中存在热异常的情况下，处理器430可以采取动作来例如经由与外部设备（例如，360）的通信、发声警报等向系统操作者警告异常。例如，在简单的示例中，处理器430可以将热图像数据与阈值进行比较并且在热图像数据的任何部分超出阈值的情况下采取动作。

如本文中别处描述的，在一些示例中，热成像相机400可以被固定为接近待测装备404，使得由热成像相机生成的热图像数据中的区域（例如，像素或像素群组）一致地对应于（包括待测装备404的）目标场景的特定区域。即，在每个所获取的热图像中，在每个热图像中的对应区域将表示目标场景的基本上相同的部分。

在一些情形中，所述相机可以装配有图像配准能力，诸如在提交于2008年8月22日的美国专利申请No.12/196,433中描述的那些，所述专利被转让给本申请的受让人并藉此通过引用将其整体并入。这样的图像配准技术可以用于对齐任何获取的图像，例如以执行图像之间的比较分析。附加地或替换地，所描述的配准技术可以用于配准由于视差误差而产生的可见光和热图像数据偏移。相应地，在某些这样的示例中，当将热图像数据与阈值进行比较时，可以取决于与每个区域相对应的装备的部分而将热图像数据的不同区域（例如，不同的像素）与不同的阈值相比较。

在一些实施例中，热成像相机可以包括存储器432或与该存储器432通信，该存储器432包括目标场景的一个或多个统计学热分布。目标场景的统计学热分布可以包括例如针对目标场景中的多个区域中的每一个的平均温度值、在目标场景中的每个区域处的温度的标准差和/或与目标场景相关联的其它统计学参数。统计学热分布可以包括与目标场景内的多个区域（例如，像素）相关联的统计学参数和/或与作为整体的目标场景相关联的统计学参数（例如，总体平均温度等）。相应地，在某些这样的示例中，热成像相机被配置成捕捉目标场景的热图像并且将所捕捉的热图像与目标场景的统计学热分布相比较。

可以以各种各样的方式执行热图像与统计学热分布的比较。在一些实施例中，针对热图像中的每个区域，确定热图像数据与统计学热分布中的平均温度之间的绝对差。在某些这样的示例中，如果该绝对差超出阈值，那么处理器采取动作以向系统操作者警告异常。类似地，可以相对于统计学热分布中的平均温度和标准差来分析热图像数据。在某些这样的示例中，如果在特定区域中的热图像数据多于远离平均值阈值数目的标准差，那么处理器可以采取行动来向系统操作者警告异常。在一些示例中，警告用户包括指示其中存在异常的目标场景中的（一个或多个）区域，诸如在例如与处理器通信的外部设备上的显示器上在视觉上指示所述（一个或多个）区域。视觉指示可以包括以预定颜色呈现所述（一个或多个）区域、闪烁此类区域或其它方式的在视觉上区分此类区域。一些视觉呈现方案可以类似于诸如在提交于2005年12月5日的美国专利申请No.11/294,752中描述的警报条件的视觉呈现，所述专利被转让给本申请的受让人并藉此通过引用将其整体并入。

在图4图示出的示例中，热成像相机400经由处理器430与存储器432通信。在某些这样的示例中，处理器430可以促进向存储器432传输热图像数据以便与也存储在存储器432中的统计学热分布进行比较。附加地或替换地，处理器430可以实现统计学热分布与热图像数据之间的比较。在一些实施例中，处理器430可以将热图像存储在缓冲存储器（例如，同时包括一个或多个热图像的轮询缓冲器）中以便与存储在存储器432中的统计学热分布进行比较。在某些这样的示例中，处理器430可以被配置成在基于该比较检测到异常的情况下保存该热图像，以及在没有检测到异常的情况下从缓冲器中丢弃该图像。这可以降低对系统的存储器要求。在某些这样的实施例中，可以将基于检测到的异常而保存的图像保存在存储器432中和/或传送到附加或替换的存储器。例如，可以将包括检测到的异常的热图像传送给外部设备以用于存储异常热图像和/或更快速地向用户警告检测到的异常。在某些这样的示例中，在检测到的异常的情况下由处理器采取的动作包括经由有线或无线通信将异常热图像传送给系统操作者（例如，传送给操作者的计算机、智能电话、平板设备等），以向操作者警告该异常并且提供对检测到的异常的视觉表示。

取决于待测装备，被视为“正常”的热分布可能取决于装备的操作参数而变化。例如，诸如装备上的负载、流过装备的电流、环境温度、装备开/关状态、日/夜状态和/或日间时、自装备上电后流逝的时间、平均值（诸如在一定时间段内的平均电流和/或占空比）等等的参数可以影响什么可以被视为装备的可接受热行为。在示例性实施例中，具有高电流汲取的待测装备在与以较低电流水平的操作相比较时，将以较高的正常操作温度进行操作。这样的参数可以经由辅助测量设备而可得，所述辅助测量设备被配置成生成表示与目标场景和/或待测装备相关联的一个或多个参数的测量数据。

相应地，在一些实施例中，统计学热分布可以包括待测装备的其它属性或者以其它方式与待测装备的其它属性相关联，所述其它属性诸如是来自辅助测量设备的测量数据。例如，在一些实施例中，不同的统计学热分布与从辅助测量设备（例如，310）获取的不同的测量数据值相关联。因此，在某些这样的示例中，将热图像与场景的统计学热分布相比较还包括根据与待测装备和多个可选统计学热分布相关联的附加参数来选择合适的统计学热分布。

参考回图3，在示例性实施例中，热成像相机300被配置成获取待测装备304的热图像数据以便与存储在如本文中别处描述的存储器中的统计学热分布进行比较。可以例如由热成像相机300、外部设备360或辅助测量设备310来执行与统计学热分布的比较。辅助测量设备310可以提供与可能对装备304的热分布具有影响的待测装备304的一个或多个参数相对应的测量数据。可以使用来自辅助测量设备310的测量数据来选择要将所获取的热图像数据与之进行比较的适当的统计学热分布。

例如，在示例性实现方式中，外部设备360包括存储针对待测装备304的多个统计学热分布的存储器和处理器。外部设备360接收来自辅助测量设备310的与正由装备304汲取的电流的量相对应的测量数据以及来自热成像相机300的热图像数据。外部设备360可以被配置成经由处理器来选择与接收到的测量数据相对应的统计学热分布，并且将接收到的热图像数据与所选统计学热分布进行比较。例如，外部设备360可以在所测量的电流在0与3安培之间的情况下选择第一统计学热分布、在所测量的电流在3与4安培之间的情况下选择第二统计学热分布、以及在所测量的电流在4与5安培之间的情况下选择第三统计学热分布。

如本文中别处描述的，可以将所选统计学热分布与所捕捉的热图像数据相比较以用于检测热图像数据中的异常。例如，可以将热图像数据中的多个区域中的每一个与所选统计学热分布中的对应区域相比较。比较可以包括诸如使用绝对差或确定距均值的标准差数目来将热图像数据与平均值进行比较。附加地或替换地，比较可以包括将热图像数据与中值和/或百分比信息进行比较。例如，比较可以包括针对给定的区域确定热图像数据在给定的时间百分比内所处于其之间的温度范围。类似地，比较可以包括例如确定热图像数据落在某一温度范围内的时间百分比。

在一些实施例中，可以使用外部设备360来执行比较。如本文中别处描述的，在一些实施例中，可以通过例如在视觉上强调热图像数据中的相对于统计学热分布示出显著的异常性程度的区域来在显示器308上呈现比较的结果。如图3中所示，显示器与外部设备360通信。因此，外部设备360可以被配置成基于该比较生成视觉表示并且在显示器308上输出该表示。在各种此类实施例中，显示器308可以是与外部设备360通信的独立式显示器或者可以被集成到外部设备360中。

将领会的是，各种各样的替换方案是可能的。例如，辅助测量设备310可以被配置成测量不同于装备304所汲取的电流的参数或测量除了该电流之外的参数。被描述为存在于外部设备360中的处理器、存储器和/或显示器可以替代地处于热成像相机300和辅助测量设备310中的一个或二者中。这样的设备可以执行统计学分析（例如，与统计学热分布的比较）并且可以类似地包括显示器308和/或与该显示器308通信以用于视觉呈现分析的结果。附加地，任何数目的测量数据相关的统计学热分布可以是基于经由一个或多个辅助测量设备（例如，310）可测量的任何数目的各种各样的参数而可选择的。

在一些示例中，可以使用任何数目的参数来指定使用哪个统计学热分布来与热图像数据进行比较。例如，可以使用一个或多个辅助测量设备310来提供表示多个参数的测量数据。所述多个参数可以用来确定要将哪个统计学热分布与热图像数据相比较。在一些示例中，所述多个参数中的每一个与对可选择的统计学热分布中的每一个进行索引的n维查找表中的坐标相对应。所述多个参数中的每一个的合计坐标可以指示所述多个统计学热分布中的哪个最适用于与待测装备的当前状态的热图像进行比较。在一些替换示例中，并非将参数拟合到现存分布，而是可以从现存的统计学热分布中内插统计学热分布来拟合所述多个参数。即，在一些实施例中，可以基于接收到的测量数据、基于现存的统计学热分布之间的内插和/或超出现存的统计学热分布的外插来生成统计学热分布。

在一些实施例中，基本上与用于选择用于比较的适当的统计学热分布的测量数据同时地获取用于与统计学热分布比较的热图像数据。以此方式，用于选择统计学热分布的参数是表示在捕捉热图像数据时的待测装备的参数。

图5是图示出用于检测热图像中的异常并向用户警告热图像中的异常的示例性方法的过程流程图。在图示出的示例中，该方法包括获取待测装备的热图像数据（550）以及将所获取的热图像数据与统计学热分布相关联（554）。该方法包括下述步骤：从热图像中选择热图像数据的区域（556）以及将所选的数据区域与统计学热分布中的对应区域进行比较（558）。如本文中别处描述的，这样的比较可以包括任何数目的统计学比较，诸如将来自所选区域的热图像数据与统计学热分布中的平均值进行比较。

基于该比较，该方法可以包括确定给定区域中的图像数据是否正常（560）。确定正常性可以包括例如确定图像数据在与统计学热分布相比较时是否处于距均值预定数目的标准差之内。可以执行如本文中别处描述的其它确定步骤。如果该区域中的图像数据不正常（例如，没有处于距均值预定数目的标准差之内、没有处于预定时间百分比所位于的范围内等等），那么该区域被视为异常（562)。在确定了该区域中的图像数据是否正常（560）之后，如果尚未检查所有区域（564），那么可以选择新区域并且将新区域与统计学热分布中的对应区域相比较（558）。将领会的是，虽然该过程包括确定是否已经检查了所有区域的步骤（564），但是这样的步骤不需要应用于作为整体的图像。例如，在一些示例中，热图像数据的区域的仅一个子集表示待测装备。相应地，在一些示例中，用户可以指定感兴趣区域（ROI）以用于监视热图像数据以及与统计学热分布进行比较。因此，在一些实施例中，确定是否已经检查了所有区域（564）可以包括确定是否已经检查了所有感兴趣区域。在各种示例中，用户可以经由用户接口选择ROI。在其它实施例中，相机可以基于检测到的图像特征来选择ROI，所述图像特征诸如是热特征、检测到的边缘等。

将领会的是，虽然被示为其中单独地相对于统计学热分布选择和分析每个区域的循环过程，但是在一些实施例中，可以基本上同时相对于统计学热分布分析多个区域、并且在一些情况下分析全部区域。例如，并非循环通过每个区域，而是可以采用整体图像分析过程以便确定在每个所分析的区域中的图像数据是被视为正常还是异常（560）。

一旦已经分析了每个感兴趣区域（564），如果在图像数据中不存在异常区域（566），那么就可以停止对图像的分析（568）。在各种示例中，示出没有异常区域的图像可以被丢弃、被保存在暂时性缓冲存储器中、或被导出到图像档案，但是其它选项也是可能的。如果在图像数据中存在异常区域（566），那么该热图像可以被视为异常并且可以向用户警告异常图像的出现（570）。如本文中别处描述的，可以以各种各样的方式来完成警告用户（570），包括经由用户的外部设备（例如，智能电话、平板设备、计算机等）向用户呈现可听和/或可视警报。在一些示例中，可视警报可以包括指示图像中的哪些区域被视为异常（例如，如步骤562中那样）的图像。附加地或替换地，视觉警报可以包括来自一个或多个对应的辅助测量设备的测量数据（例如，如在步骤552中获取的）。

在一些替换实施例中，不一定存在二元的“异常与否”的区别，而是可以鉴于在热图像数据的每个区域中的统计学热分布来向用户警告异常性程度。例如，可以生成鉴于统计学热分布的异常性程度的这样的视觉表示，并且随后将其呈现给用户来示出每个区域中的异常性程度。在一些情况下，区域可以被视为“异常与否”，并且还可以包括在被视为异常的每个区域中的所确定的异常性程度的表示。例如，在一些实施例中，在所述区域中的区域满足预定要求（例如，被视为异常）的情况下，可以生成异常性程度的图像表示并将其呈现给用户。在某些这样的示例中，在将所获取的热图像数据与统计学热分布相关联（554）之后，可以生成并分析包括每个区域中的异常性程度的“图像”。如果在任何区域中的异常性被确定为超出预定要求，那么热图像可以被视为异常，并且可以警告用户（570）。在某些这样的示例中，包括每个区域中的异常性程度的“图像”可以作为警报的一部分被呈现给用户，并且在一些实施例中，与对应的测量数据一起呈现给用户。

这样的示例不一定要求逐区域分析以便检测热图像数据中的异常。照此，将领会的是，可以省略和/或置换图5的示例性方法中的各种步骤而不脱离本公开的范围。一般而言，可以执行各种各样的类似方法以有效地实现类似的过程（例如，确定包括热异常的区域）而无需明确地按所呈现的示例性顺序遵循图5的步骤。

可以周期性地重复图5的示例性方法以提供待测装备的行为的例行检查。在一些实施例中，用户可以定制时间表，使得根据定制时间表来针对异常获取和分析新的热图像。附加地或替换地，系统可以被配置成响应于在系统行为中检测到的改变而执行这样的过程。例如，在一些实施例中，热成像相机可以以监视模式操作，其中，不一定保存图像并将其与统计学热分布相比较。而是，针对某些条件分析图像。这样的条件可以包括热图像数据、其中检测到的温度和/或满足阈值的温度改变率。如果图像不满足这样的条件，那么丢弃图像并且相机继续以监视模式操作。然而，在某些这样的实施例中，当（一个或多个）图像确实满足了这样的准则时，可以发起图5的方法以执行异常检测过程。

附加地或替换地，可以使用来自辅助测量设备的测量数据来触发诸如在图5中描述的过程的图像获取和异常检测过程。在示例性实施例中，电流传感器可以监视流向待测装备的电流。所测量的电流中的尖脉冲或其它改变可以发起异常检测过程。类似地，可以使用包括接触温度传感器的辅助测量设备来观察与待测装备相关的局部温度改变，其可以提供对增加的异常可能性的指示并且可以发起异常检测过程。各种示例是可能的。在一些实施例中，系统行为的某些观察一般可以触发附加的系统操作（例如，热异常检测），诸如在提交于2015年9月16日的编号为14/856,046的美国专利申请中所描述的，所述专利被转让给本申请的受让人并藉此通过引用将其整体并入。

如本文中别处所描述的，在一些示例中，向用户警告检测到的异常可以包括向用户呈现表示热图像数据的鉴于统计学热分布的异常性程度的图像。图6是图示出根据一些示例的生成这样的视觉表示的示意图。如所示的，所捕捉的热图像600包括每一个都由强度I_i表示的热图像数据的多个区域。

根据图6的示例性实施例和对应描述，强度I_i可以对应于由目标场景发射并且在热成像设备的对应部分处接收的功率的量、检测到的与该区域相关联的温度等等。在一些实施例中，每个区域对应于所捕捉的热图像数据的一个像素。在其它示例中，每个区域对应于多个像素。处理包括多个像素的区域而不是单独地处理每个像素可以节约存储器和处理资源。在某些这样的示例中，在与多个像素相对应的区域中的强度I_i表示与该区域相关联的像素的温度或平均接收功率。

如本文中别处讨论的，可以将热图像600与统计学热分布610相比较以用于检测热图像数据中的可能异常。图4的统计学热分布610包括与热图像600中的多个区域相对应的多个区域。在图示出的示例中，统计学热分布中的所述多个区域中的每一个包括平均值（μ_i）和标准差（σ_i）。

一般而言，针对每个区域，在热图像数据中的强度值是距统计学热分布610中的平均值某一数目的标准差，如在下面的等式1中所说明的：

(1)

其中：

I _i 是热图像数据中的区域i中的强度，

μ _i 是与统计学热分布中的区域i相关联的平均值，

σ _i 是与统计学热分布中的区域i相关联的标准差，并且

x _i 是区域i中的强度值距统计学热分布中的平均值的标准差的数目。

在示例性实施例中，处理器（例如，430）可以被配置成例如经由下面的公式2针对每个区域确定强度值距统计学热分布610中的平均值的标准差的数目x _i ：

(2)

诸如经由等式620针对热图像数据600和统计学热分布610中的多个区域中的每一个计算x _i 的集合，并且可以将其用于生成异常数据，该异常数据可以用于生成包括异常图像数据的异常图像630。相应地，异常数据以及类似地异常图像数据630提供了在热图像数据中的每个区域相比于统计学热分布有多“正常”或多“异常”的视图。在一些示例中，根据其中用户可以快速地观察到在目标场景（例如，待测装备）中的各种区域中的热行为相对于在统计学热分布中反映的典型行为的假彩色调色来对异常图像630进行调色。例如，可以由与距针对给定区域的热图像数据的均值的标准差的数目相对应的颜色来表示异常图像630的每个区域。在示例性实施例中，可以将在均值的两个标准差之内的区域示为绿色，可以将在距均值两个到三个标准差之间的区域示为黄色，以及在距均值三个标准差之外的区域可以是红色。其它调色方案是可能的，包括使用更少或更多的颜色来表示更少或更多的异常数据的离散表征的方案。

除了颜色表示之外或作为其替代，可以使用其它视觉指示来表示正常或异常区域。例如，在一些示例中，可以将具有满足预定要求（例如，距统计学热分布中的均值预定数目的标准差）的热图像数据的区域显示为在异常图像中闪烁。在某些这样的实施例中，在异常图像中的闪烁速率可以表示距热图像数据在对应的区域中的均值的标准差的数目。

在一些实施例中，在异常图像630中的区域的量值满足预定要求的情况下（即，当该区域中的热图像数据相对于统计学热分布中的对应区域足够异常时），处理器（例如，430）可以采取行动以向用户警告过度偏差。在某些这样的示例中，该警告包括在显示器（例如，408）上显示包括异常数据的显示图像。

诸如异常图像630中的异常数据可以以各种各样的方式被包括在这样的显示图像中。在一些实施例中，可以将异常图像数据与一个或多个图像数据流相混合以向查看图像的用户提供附加的上下文。例如，在一些示例中，异常图像数据可以与用于呈现在显示器上的目标场景的对应热图像数据进行α混合。替换地，异常图像数据可以与表示目标场景的可见光图像数据进行混合，从而允许用户相比于在可见光图像数据中示出的感兴趣对象的物理位置处的统计学热分布更容易地关联热行为。在更进一步的实施例中，异常图像数据可以被混合到组合可见光和热图像中，诸如混合的热图像和可见光图像、图中图热图像和可见光图像配置以及其它已知的显示模式。

在一些实施例中，处理器（例如，430）可以对接收到的热图像数据和/或可见光图像数据执行特征检测过程（例如，边缘检测）。在某些这样的示例中，处理器可以基于对热图像数据和/或可见光图像数据的分析而生成包括增强的和/或强调的特征（诸如边缘）的图像。在提交于2015年8月27日的美国专利申请No.14/837,757中描述了示例性特征增强，所述专利被转让给本申请的受让人并通过引用将其整体并入。

在一些实施例中，包括增强特征的这样的经修改的图像可以与异常图像数据混合，以便向用户提供目标场景的附加上下文，诸如单独在异常图像数据中可能不可察觉的图像中的物理边缘或边界。在更进一步的实施例中，从热图像数据和可见光图像数据中的一个或二者中检测到的边缘或其它特征可以与异常图像数据混合或者被叠覆到异常图像数据上而无需将全部的异常图像数据与其它数据（例如，在不包括这样的检测到的特征的位置处的热图像数据或可见光图像数据）混合。

将领会的是，用于将异常图像数据与其它数据流进行混合的各种各样的选项是可能的。在一些示例中，异常图像数据与其它数据流进行混合的量可以取决于在特定区域中的异常数据中的异常性的量（例如，相对于等式1和2，在区域i中的x _i ）。例如，在一些示例中，在每个区域处被混合到所显示的图像中的异常图像数据的量随着在该区域中的异常数据的量值而增加。相应地，在这样的混合方案中，在图像中最异常（例如，是距统计学热分布中的平均值最大数目的标准差、是在达到某一时间百分比的热范围之外最远，等等）的区域包括异常图像数据的最大百分比，以便向用户强调异常区域。

在一些实施例中，当异常数据满足预定条件时将异常图像数据混合到其它数据流中。例如，在一些示例中，异常图像数据仅混合到异常数据的量值超出预定阈值所处于的区域中的另一数据流中。例如，在示例性实施例中，参考图5，仅将按照步骤562被视为异常的区域与其它数据流组合。在这样的实施例中，在图像被视为异常（步骤570）的情况下，警告用户包括向用户呈现下述图像，该图像包括第一数据流（例如，热图像数据和/或可见光图像数据）并且在被视为异常的区域中包括异常图像数据。

如本文中描述的，可以将所获取的图像数据与统计学热分布相比较以检测热图像数据中的异常。在各种示例中，可以将统计学热分布存储在例如相机、辅助测量设备、外部设备、远程设施等的存储器中，并在执行异常检测过程时访问所述统计学热分布。在一些实施例中，可以使用接近待测装备而固定的热成像相机来生成统计学热分布。例如，在一些示例中，相机可以被配置成周期性地获取待测装备的热图像并基于所获取的热图像生成统计学热分布。在某些这样的示例中，在待测装备已知为处于良好的操作条件（诸如新的装备或最近已经检修或检查的装备）时获取用于生成统计学热分布的图像。可以确定来自所获取的热图像中的多个区域的平均值、中值、标准差、百分比分析和/或其它统计学参数并使用它们来生成统计学热分布。

在一些示例中，热成像相机将用于生成统计学热分布的每个所获取的热图像存储在存储器432中。可以聚集在一定时间段内在图像数据库中所存储的图像并使用它们来生成统计学热分布。在某些这样的示例中，存储图像数据库的存储器被包括在相机中。替换地，所述存储器可以是在与热成像相机通信的外部设备（例如，360）中，该外部设备诸如是外部计算机或服务器。

在一些实施例中，可以将所获取的热图像存储在图像数据库中，并且一旦获取了足够的图像，就可以分析所述图像以生成统计学热分布。在一些示例中，相机获取用于生成统计学热分布的特定数目的图像。可以根据图像获取时间表（诸如每小时一次、每天一次等）来获取图像。一旦获取了必需数目的图像，就可以处理所述图像以用于生成场景的统计学热分布。

图7是图示出根据一些实施例的用于生成统计学热分布的示例性过程的过程流程图。在图7的方法中，可以以第一操作条件操作待测装备（750）。第一操作条件可以是已知条件，诸如新的、最近检修的等等。附加地或替换地，第一操作条件可以是基于该装备的操作参数，诸如环境温度、电流汲取等。在一些示例中，该方法可以包括例如经由辅助测量设备验证操作条件的步骤（754）。

当该装备正以第一操作条件操作（750）时，获取该装备的热图像数据并将表示数据保存在存储器中（756）。可以相应地获取和分析图像直至已经获取了用于生成统计学热分布的足够数目的图像为止（758）。在一些实施例中，可以分析所获取的图像数据以确定哪些图像是可接受的（760）。例如，在一些实施例中，将用于生成统计学热分布的图像存储在存储器中（例如，存储在相机存储器中或者存储在诸如外部设备中的外部存储器中），在那里所述图像可由用户查看。用户可以检查用于生成统计学热分布的热图像并且根据所述分布手动地排除任何不合期望的图像。例如，如果在正捕捉热图像时有人在相机与待测装备之间走动，那么来自该图像的热数据可能在生成待测装备的统计学热分布方面不是有用的。因此，检查用于生成统计学热分布的图像的用户可以手动地将该图像从分析中消除。附加地或替换地，可以使用自动化过程来检测不可接受的图像，诸如，如果区域中的热图像数据显著不同于在先前热图像中的该区域中的热图像数据的话。当一个或多个图像被认为不可接受时，可以丢弃这样的图像（762）。

可以对来自可接受的热图像的图像数据进行统计学分析（764）以便生成并保存统计学热分布（766）。如本文中别处所描述的，统计学分析可以包括针对多个区域中的每一个确定平均值、标准差或其它统计学参数，以生成统计学热分布。在一些实施例中，所保存的统计学热分布可以与操作条件（例如，第一操作条件）相关联，以用于与以类似条件操作的待测装备的未来热图像进行比较。

在一些实施例中，可以与多个不同的操作条件相关联地生成多个统计学热分布。以虚线示出与示例性过程相关联的用于生成与不同的操作条件相关联的多个统计学热分布的步骤。在一些实施例中，在生成和保存统计学热分布（766）之后，可以进行是否生成针对所有期望的条件的统计学热分布的判定。这样的判定可以由监督统计学热分布生成的用户来进行或者可以例如使用具有用于生成预定数目的统计学热分布或预定的统计学热分布集合的指令的处理器来自动进行。如果生成了所有期望的统计学热分布，那么统计学热分布生成过程完成。否则，该过程可以前进至改变待测装备的操作条件（752）并且重复该过程。在一些实施例中，可以在生成与新的操作条件相关联的统计学热分布之前使用来自辅助测量设备的反馈测量数据来验证新的操作条件（754）。

在一些示例中，系统可以更为被动地生成和/或更新与不同的操作条件相关联的统计学热分布。例如，系统一般可以监视待测装备段的操作条件。由于各种各样的原因中的任意，该装备的操作条件可能自然地改变（752）。例如，室外装备的环境温度可能在日夜之间和/或在季节之间改变。在某些这样的情形中，在一些实施例中，验证操作条件（754）可以包括下述步骤：确定操作条件并且验证哪个统计学热分布最紧密地与当前操作条件相关联。然后，可以使用所获取的热图像数据（例如，来自步骤756）来生成和/或更新与所确定的操作条件相关联的统计学热分布。

将领会的是，在图7中图示出的过程是示例性的，并且适当的替换方案是可能的。例如，可以执行其中置换或消除图7的一个或多个步骤的其它方法。在一些示例中，表示数据（例如，在步骤756中收集的）包括整个热图像数据本身。在其它示例中，从热图像数据中取得统计学数据并将其与类似的先前获取的数据相组合以更新存储器中的统计学热分布，并且丢弃所述图像数据其本身。例如，存储器可以维持针对多个热图像数据区域中的每一个的运行平均值和标准差。当获取了新的热图像数据（例如，在步骤756处）时，使用来自该图像的热图像数据来更新在所述区域中的每一个中的统计学参数并且丢弃该图像以留存存储器。在某些这样的实施例中，生成统计学热分布（步骤766）可能在获取在生成统计学热分布时使用的每个热图像数据集合（例如，步骤756）之前执行。

在其它示例中，可以随着获取附加图像而连续地生成并更新统计学热分布。在这样的实施例中，甚至在建立了统计学热分布之后，可以将随后获取的热图像与先前的统计学热分布聚集，以更新统计学热分布。因此，在一些示例中，统计学热分布随着在异常检测过程期间获取附加图像而随时间逐步形成。在某些这样的示例中，可以使用所获取的测量数据来确定要利用所获取的热图像数据更新哪个统计学热分布。

图8是图示出用于持续更新统计学热分布的示例性方法的过程流程图。根据图8的示例性方法，获取热图像数据（850）并且将其与统计学热分布相关联（854）。如本文中别处描述的，在一些实现方式中，在默认情况下仅呈现单个统计学热分布并将其与全部所获取的热图像数据相关联。在其它实施例中，该方法可以包括获取与所获取的热图像数据相对应的测量数据的步骤（以虚线示出）（852）。在这样的实施例中，所获取的热图像数据可以与对应于所获取的测量数据的统计学热分布相关联（854）。

可以将所述图像数据与统计学热分布相比较以确定所获取的热成像数据是否拟合统计学热分布（856）。这样的确定可以例如包括：确定在多个区域中的每一个中，所述热图像数据是否落在根据统计学热分布的均值的一个标准差（或某些其它数目的标准差）内。如果确定了该图像不拟合该分布，那么可以更新该统计学热分布以包括所获取的热图像数据（858）。

然而，如果该图像数据不拟合该统计学热分布（例如，在步骤856中确定的），那么可以将该图像标记为异常860。可以如本文中别处描述的那样以各种各样的方式来处置异常图像（例如，调色、呈现给用户等）。并非利用所获取的热图像数据更新统计学热分布，而是可以将来自异常图像的图像数据从统计学热分布中排除（862）。在一些实施例中，仅在其中热图像数据被视为异常的区域中将热图像数据从统计学热分布中排除。在一些示例中，可以将异常图像发送给用户，并且用户可以判定是否包括所述图像中的某些或全部以用于更新对应的统计学热分布。

在示例性实施例中，将热图像数据与统计学热分布逐区域地比较。使用来自在距统计学热分布中的对应区域的均值预定数目的标准差之内（例如，在一个标准差之内）的区域的热图像数据来更新统计学热分布以将所获取的热图像数据包括在那些区域中（858）。然而，从统计学热分布中排除与不在距统计学热分布的均值预定数目的标准差之内的热图像数据中的区域相对应的统计学热分布中的区域（862）。此外，可以将整个图像标记为异常（860）并且相应地对其进行处理。

可以如在图7和8的示例性过程中描述的那样采用各种布置来生成一个或多个统计学热分布。进一步参考图4，辅助测量设备410可以与热成像相机400相结合地用于构建多个统计学热分布，以用于与所捕捉的热图像进行比较。如本文中别处描述的，可以根据各种实施例以多种方式来生成统计学热分布。当使用热成像相机400来生成（一个或多个）统计学热分布（例如，经由分布生成过程和/或持续的动态过程）时，可以获取来自一个或多个辅助测量设备410的测量数据以确定利用所捕捉的热图像数据集合来更新哪个统计学热分布。

例如，在示例性操作期间，热成像相机400可以获取待测装备404的图像数据以用于构建统计学热分布。可以从辅助测量设备410以与图像数据近似相同的时间来获取表示待测装备404的至少一个参数的测量数据。例如，在一些实施例中，处理器430被配置成基本上同时地发起对图像数据和测量数据二者的获取。

处理器430可以被配置成处理从辅助测量设备410接收到的测量数据，以便确定待测装备404的操作条件。处理器430还可以被配置成基于经处理的测量数据来确定多个统计学热分布中的哪一个对应于所述测量数据，并且将对应的所获取的热图像数据与该统计学热分布相关联。一旦基于测量数据将所获取的热图像数据与统计学热分布相关联，就可以将所述热图像数据用于生成统计学热分布。

在某些这样的实施例中，可以有意地以与单个统计学热分布相对应的恒定状态（例如，恒定电流汲取）来操作待测装备404，同时使用热成像相机捕捉装备404的多个热图像。可以使用来自辅助测量设备410的测量数据来确保待测装备404正在正确的条件下操作以便生成期望的统计学热分布。可以例如将所获取的图像存储在（相机中的或在别处的）存储器432中作为用于生成统计学热分布的多个图像的一部分。一旦已经获取了足够数目的图像，就可以对图像进行统计学分析以生成统计学热分布（例如，包括针对图像中的多个区域的均值和标准差值）。一旦生成了统计学热分布，就可以保留、删除所述图像中的一个或多个或将其传输到单独的数据库以用于参考。

替换地，如本文中别处描述的，在一些示例中，不需要将每个所获取的热图像存储在存储器中用于统计学热分布生成。而是，在某些这样的实施例中，可以将来自热图像数据中的多个区域中的每一个的统计学数据与存储在存储器432中的现存统计学数据组合并且可以丢弃图像数据本身。可以重复这样的过程达预定的次数（例如，在明确的统计学热分布生成模式期间）。替换地，在异常监视期间持续地执行统计学热分布生成过程。在一些示例中，执行图7的过程以便基于最小数目的所获取的热图像数据的集合来建立初始的统计学热分布。一旦生成了初始的统计学热分布，就可以采用图8的过程来持续地随时间更新和细化统计学热分布。

在各种分布生成过程中，可以基于各种各样的获取时间表和/或用于生成统计学热分布的其它准则来捕捉多个热图像数据集合。在一些实施例中，处理器可以根据特定的时间间隔（例如，每天一次、每小时一次等）发起对热图像数据（并且在一些实施例中，与测量数据相关联）的捕捉。附加地或替换地，处理器可以被配置成在例如通过热成像相机和/或附加设备（诸如与处理器通信的一个或多个辅助测量设备）检测到改变的情况下获取附加的热图像数据。在更进一步的示例中，可以基于感测到的目标场景的参数（诸如在每个区域中的帧到帧温度差等）来调节捕捉速率。例如，如果温度改变速率较低，那么可以降低图像捕捉速率。在温度改变速率中的增加的情况下，可以同样增加图像捕捉速率。

在一些示例中，热成像相机可以在图像获取时间之间进入“睡眠模式”以节约功率。在某些这样的示例中，使所述系统的某些方面在监视模式中保持活动，以检测可能的问题，诸如与处理器通信的辅助测量设备。

在一些示例中，可以根据系统需求和可用于获取数据的资源来定制分布生成过程和/或异常检测过程。参考图4，在一些示例中，存储器432（例如，在热成像相机400、辅助测量设备410或外部设备中）足够大以存储用于生成统计学热分布的多个热图像。在一些实施例中，存储器432在创建统计学热分布之前包括这样的图像，并且可以丢弃这样的图像。附加地或替换地，存储器432可以存储针对异常检测所捕捉的任何数目的图像。

例如，在一些实施例中，可以将由热成像相机所捕捉的每个图像存储在存储器432以用于未来调用。在其它实施例中，仅将被标记为异常的图像存储在存储器432中。在一些实施例中，图像数据的轮询缓冲器存储预定数目的热图像，并且当捕捉到新的图像时，由新的图像来替代缓冲器中的最旧的图像。在某些这样的示例中，与该缓冲器分离地存储异常图像，使得这样的图像不会在用户没有观察异常的情况下被无意地删除。在各种实施例中，可以从相机向外部设备或远程位置上传热图像数据，以用于在不占用相机的存储器资源的情况下进行更长期的存储。例如，在一些示例中，上传异常图像以用于长期存储。在一些实施例中，将异常图像与在该异常图像之前和/或之后捕捉的图像序列组合地存储，以允许用户观察在所检测的异常之前和/或之后的目标场景中的趋势。

如本文中别处所描述的，在一些实施例中，热图像数据不一定出于统计学热分布生成的目的而被保留在存储器中。在一些示例中，在丢弃热图像数据之前使用热图像数据来更新统计学热分布。附加地或替换地，可以将在统计上重要的值保留在存储器中和/或用于更新统计学热分布，同时丢弃所捕捉的热图像数据。例如，在一些实施例中，可以在捕捉到新的热图像时更新多个区域中的每一个中的热图像数据的和以及平方和，并且丢弃图像本身。因此，可以根据一系列所获取的热图像来计算诸如均值和标准差之类的属性而无需保留消耗存储器的图像文件。这可以降低规范要求（例如，存储器容量）并且使得能够实现低成本相机的实现方式。

虽然在一些实施例中描述为采用接近待测装备的固定相机，但是在其它示例中，可以使用手持式热成像相机来经由手动检查实现类似的过程。例如，可以引导手持式热成像相机的操作者从已知位置捕捉场景的一个或多个热图像以基本上重新创建先前捕捉的图像。在提交于2011年12月20日的美国专利申请No.13/331,644以及提交于2011年12月23日的美国专利申请No.13/336,607中描述了一些这样的过程，所述专利中的每一个被转让给本申请的受让人并藉此通过引用将其整体并入。

经由这样的或类似的过程，手持式热成像相机的用户可以从基本上相同的优势点捕捉多个图像，以便生成统计学热分布和/或以便执行如本文中描述的异常检测过程。在一些示例中，在异常检测过程期间，可以从相机的本地存储器选择一个或多个统计学热分布。附加地或替换地，可以使用相机来从外部设备（例如，相机、计算机、远程服务器等）下载或流式传输一个或多个统计学热分布，以用于使用手持式相机来执行异常检测过程。在一些实施例中，可由相机访问的一个或多个统计学热分布可以由装备制造商来提供，诸如从制造商的网站下载或由制造商在装备交付和/或安装期间提供。例如，制造商可以在工厂处对装备执行测试和/或分析，其包括创建在一个或多个操作条件下与该装备相关联的一个或多个统计学热分布。

在一些实施例中，可由手持式相机的用户访问的统计学热分布可以是已经先前经由接近待测装备部署的单独的相机通过使用诸如本文中别处描述的那些的方法所生成的。相机可以存储统计学热分布和/或将统计学热分布上传到服务器或其它外部设备。手持式相机的用户可以在检查之前从服务器或其它外部设备获取统计学热分布。在一些实施例中，如果所部署的相机仍处于接近待测装备的地方，那么手持式相机可以直接与所部署的相机对接（例如，经由无线连接）以接收统计学热分布。在某些这样的实施例中，所部署的相机和/或手持式相机可以与接近待测装备的一个或多个其它辅助测量设备通信，以便选择适当的统计学热分布以用于执行分析。

在各种各样的此类示例中，手持式相机可以被配置成如本文中别处描述的那样将所获取的热图像数据与统计学热分布进行比较，以检测在所获取的热图像数据中的一个或多个异常的存在。手持式相机可以向用户指示图像中的异常的存在和/或位置，诸如经由诸如在本文中别处描述的可听警报和/或视觉警报。

已经描述了示例热图像相机和相关技术。在本公开中描述的技术可以体现在或编码在计算机可读介质中，计算机可读介质诸如是包含指令的非暂时性计算机可读存储介质。被嵌入或编码在计算机可读存储介质中的指令可以促使可编程处理器或其它处理器例如在执行所述指令时实行所述方法。计算机可读存储介质可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、硬盘、光盘或其它计算机可读介质。附加地或替换地，如本文中描述的处理技术可以借助于FPGA来实现。

例如，包括这样的计算机可读介质的外部计算机可以从热成像相机或从存储器接收热图像数据并执行诸如本文中描述的那些的异常检测过程。在一些实施例中，技术的各种部分可以被体现在多个部件中。例如，可以将一个或多个辅助测量设备用于基于待测装备的操作条件生成和/或选择适当的统计学热分布。将领会的是，虽然参考待测装备描述本文中的示例，但是本文中描述的各种实施例可以使用与在热图像数据中表示的目标场景相关联的参数来实现。例如，可以与整个场景所关联于的环境温度、捕捉表示目标场景的图像数据的时间和/或日期等等相关联地选择统计学热分布。附加地或替换地，表示目标场景的参数可以包括在目标场景的图像中表示的装备的那些参数，诸如由在热图像数据中表示的装备所汲取的电流。

在一些实施例中，可以使用第一热成像相机来生成一个或多个统计学热分布。可以将统计学热分布存储在相机中或存储在外部设备和/或服务器上以供用于执行异常检测过程的其它相机访问。可以使用异常数据来构建指示其中存在热异常的目标场景的区域以及这样的异常的严重性的显示图像。可以在检查相机上（例如，使用一个或多个统计学热分布）或者在能够与检查相机通信的外部设备上执行这样的图像生成。

在另外的示例中，可以将本发明的实施例体现在显示系统中。显示系统可以被配置成接收可见光图像数据和热图像数据并实现诸如本文中描述的那些的过程。示例性显示系统可以包括用于实现这样的过程的一个或多个处理器、显示器和用户接口。可以将显示系统结合到能够接收和处理图像数据的任何适当的设备或系统中。在一些实施例中，显示系统可以包括便携式、手持式热成像相机（诸如本文中别处描述的那些），以便捕捉对应的可见光图像和热图像，并且将可见光图像数据和热图像数据提供给成像系统的其它部件。在另外的实施例中，将成像系统完全结合到这样的相机中，或者成像系统可以本质上包括能够实现所描述的各种过程中的任意的相机。

已经描述了各种实施例。这样的示例是非限制性的，并且不以任何方式限定或限制本发明的范围。而是，这些和其它示例都处于所附权利要求的范围内。

Claims (22)

1.一种热分析系统，包括：

存储器，包括目标场景的统计学热分布；

红外（IR）相机模块，能够接收来自目标场景的IR辐射并且基于接收到的IR辐射生成表示跨所述目标场景的热力模式的对应热图像数据；以及

处理器，与所述存储器和所述IR相机模块通信，并且被配置成：

从所述IR相机模块接收表示目标场景的热力模式的热图像数据；

针对接收到的热图像数据中的多个区域中的每一个，将所述区域的所述热图像数据与所述目标场景的所述统计学热分布中的对应区域进行比较；以及

生成包括多个区域的异常图像数据，所述异常图像数据中的每个区域与所述接收到的热图像数据中的相应区域相对应并且表示所述接收到的热图像数据相对于该区域中的所述统计学热分布的异常性程度；以及

生成显示图像，所述显示图像包括与一个或多个附加数据流混合的异常图像数据，其中所述一个或多个附加数据流包括来自由以下各项构成的列表中的至少一个：热图像数据、可见光图像数据以及包括增强特征的经修改的图像数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述统计学热分布在所述多个区域中的每一个中包括表示所述目标场景中的典型热图像数据的至少两个统计学参数。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述统计学热分布包括针对所述多个区域中的每一个的均值温度值和标准差。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述接收到的热图像数据相对于所述统计学热分布的异常性程度包括：所述热图像数据与每个区域中的所述统计学热分布中的所述均值温度值相区别的标准差的数目。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器进一步被配置成：

基于所述多个区域中的所述异常图像数据来确定所述接收到的热图像数据是否被视为异常；以及

如果所述热图像数据被视为异常，那么将所述接收到的热图像数据和/或所生成的显示图像保存在存储器中。

6.根据权利要求5所述的系统，还包括外部设备，并且其中，如果所述热图像数据被视为异常则将所述接收到的热图像数据和/或所生成的显示图像保存在存储器中包括将所述接收到的热图像数据和/或所生成的显示图像上传到所述外部设备。

7.根据权利要求1所述的系统，还包括辅助测量设备，其被配置成测量与所述目标场景相关联的一个或多个参数，并且其中，所述统计学热分布与所述一个或多个参数相关联。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述存储器包括多个统计学热分布，并且所述处理器进一步被配置成：

从所述辅助测量设备接收表示所述目标场景的一个或多个参数的测量数据；以及

基于所接收到的测量数据从所述存储器中选择统计学热分布以用于与所述热图像数据进行比较。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器进一步被配置成利用所述接收到的热图像数据更新所述统计学热分布。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，热相机模块被固定为接近待测设备，使得所述目标场景包括所述待测设备并且使得所获取的热图像数据表示所述待测设备的近似相同的优势点。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述IR相机模块被容纳在手持式热成像相机中。

12.一种热分析系统，包括：

红外（IR）相机模块，能够接收来自目标场景的IR辐射并基于接收到的IR辐射生成表示跨所述目标场景的热力模式的对应IR图像数据；

存储器，与所述IR相机模块通信；

辅助测量设备，被配置成生成表示所述目标场景的至少一个参数的测量数据；

处理器，与所述IR相机模块、所述存储器和所述辅助测量设备通信，所述处理器被配置成：

（a）在多个时间处使用所述IR相机模块捕捉来自目标场景的热图像数据并且与捕捉热图像数据近似同时地获取测量数据；以及

（b）基于接收到的热图像数据生成所述目标场景的统计学热分布；其中，

针对所述热图像数据中的多个区域中的每一个，所述统计学热分布在所述多个区域中的每一个中包括表示所述目标场景中的典型热行为的至少两个统计学参数，其中所述统计学热分布包括基于在多个时间处所捕捉的热图像数据针对多个区域中的每一个所确定的平均值和标准差以及

生成所述统计学热分布包括基于所获取的测量数据将所捕捉的热图像数据与操作条件相关联并且生成与所述操作条件相对应的统计学热分布。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述处理器进一步被配置成：

（c）使用所述IR相机模块捕捉来自所述目标场景的另外的热图像数据；

（d）将来自步骤（c）的所捕捉的另外的热图像数据的至少一部分与所生成的所述目标场景的统计学热分布的对应部分进行比较；以及

（e）在所捕捉的另外的热图像数据的所述部分被视为相对于所述目标场景的所述统计学热分布的所述对应部分足够异常的情况下，执行至少一个动作。

14.根据权利要求13所述的系统，还包括与所述处理器通信的外部设备，并且其中，

执行所述至少一个动作包括经由所述外部设备向系统操作者警告检测到的异常。

15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述处理器进一步被配置成：

（c）使用所述IR相机模块捕捉来自所述目标场景的另外的热图像数据；

（d）与在步骤（c）中捕捉来自所述目标场景的另外的热图像数据近似同时地获取测量数据以确定所述目标场景的操作条件；

（e）从存储器中选择与所确定的操作条件相对应的统计学热分布；

（f）将来自步骤（c）的所捕捉的另外的热图像数据的至少一部分与所选的所述目标场景的统计学热分布的对应部分进行比较；以及

（g）在所捕捉的另外的热图像数据的所述部分被视为相对于所选的所述目标场景的所述统计学热分布的所述对应部分足够异常的情况下，执行至少一个动作。

16.根据权利要求12所述的系统，还包括用户接口，用户能够通过所述用户接口来手动地将所捕捉的热图像数据从贡献于所述统计学热分布进行排除。

17.根据权利要求13所述的系统，其中，（a）使用所述IR相机模块捕捉来自目标场景的热图像数据以及（b）基于所接收到的热图像数据生成所述目标场景的统计学热分布的处理步骤包括：

捕捉热图像数据；

根据所捕捉的热图像数据确定所述至少两个统计学参数；

根据所捕捉的热图像数据聚集所确定的统计学参数；

使用所聚集的统计学参数生成所述统计学热分布；以及

丢弃所捕捉的热图像数据。

18.一种用于针对异常行为监视装备的系统，包括：

红外（IR）相机模块，被配置成获取目标场景的热图像数据；

显示器；以及

与之通信并且被配置成执行以下内容的处理器：

利用所述IR相机模块获取所述装备的热图像数据；

在所获取的热图像数据的多个区域中的至少一个中，将所述装备的所获取的热图像数据与统计学热分布中的对应区域进行比较，其中所述统计学热分布包括基于在多个时间处所捕捉的热图像数据针对多个区域中的每一个所确定的平均值和标准差；

在所述热图像数据显著地不同于根据所述统计学热分布的典型目标场景的情况下，将这样的热图像数据视为异常热图像数据；

在所述多个区域中的每一个中生成表示所述热图像数据相对于所述统计学热分布的异常性程度的显示图像；以及

通过经由所述显示器向用户呈现所述显示图像来向用户警告所检测到的异常热图像数据，

其中所述显示图像包括与一个或多个附加数据流混合的异常热图像数据，其中所述一个或多个附加数据流包括来自由以下各项构成的列表中的至少一个：热图像数据、可见光图像数据以及包括增强特征的经修改的图像数据。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，向所述用户警告所检测到的异常热图像数据包括在所述显示器上指示所述异常热图像数据在所述目标场景内的位置。

20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述处理器进一步被配置成：

周期性地获取所述装备的附加热图像数据；

将这样的附加热图像数据与所述统计学热分布进行比较；以及

确定这样的附加热图像数据是否异常。

21.根据权利要求20所述的系统，其中，周期性地获取所述装备的附加热图像数据包括在与预定监视时间表相对应的时间获取附加热图像数据。

22.根据权利要求20所述的系统，其中，周期性地获取所述装备的附加热图像数据包括监视与所述装备相关联的一个或多个参数，以及在所监视的一个或多个参数满足预定条件的情况下，获取附加热图像数据。