CN109596226B - 用于红外热成像测温系统的黑体异常检测方法、装置、设备及系统 - Google Patents
用于红外热成像测温系统的黑体异常检测方法、装置、设备及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测方法、装置、设备及系统，其对基准温度参考辐射源实现实时监测，分析功能，当黑体发生温度或成像异常时，及时报警，为系统的测温稳定性与可靠性提供智能化检测功能。且其能保证实时黑体的温度和位置发生异常变化时，及时报警通知工作人员进行解决。
Description
技术领域
本发明涉及红外热成像测温技术领域，具体涉及一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测方法、装置、设备及系统。
背景技术
红外测温已经广泛应用于社会生产生活当中，当需要系统实现温度的准确测量时，一般需要处于红外探测视场范围内的辐射源黑体作为基准温度，利用目标与黑体的温度差值，计算目标的绝对温度值。
一般黑体位置与温度设置相对固定，如果发生位移、遮挡或者温度异常等问题时，不能及时发出报警，获得的目标温度就会严重失真，影响温度测量。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测方法、装置、设备及系统，其可以保证实时黑体的温度和位置发生异常变化时，及时报警通知工作人员进行解决。
本发明的目的是这样实现的：本发明提供一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测方法，包括如下步骤：
1）将黑体固定在红外成像视场范围内，在成像图像上的位置不变，预先保存黑体所在位置的图像块,图像块为以黑体为中心，图像中上下左右各扩展一定范围的图像区域；并保存该区域在原图像中的坐标位置信息；
2）判断红外热成像测温系统是否为双光系统；
21）若红外热成像测温系统不是双光系统，则执行步骤3）的红外图像黑体匹配步骤，若黑体成像异常，则进行黑体成像异常报警，若黑体成像正常，则继续执行步骤5）；
22）若红外热成像测温系统是双光系统，则执行步骤3）的红外图像黑体匹配步骤以及步骤4）的可见光图像黑体匹配步骤，当可见光图像黑体匹配与红外图像黑体匹配至少一个匹配发生异常时，判定黑体成像异常，进行黑体成像异常报警，否则，判定黑体成像正常，继续执行步骤5）；
3）红外图像黑体匹配：从实时红外视频中获取红外图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的红外图像黑体区域的图像块进行匹配；
4）可见光图像黑体匹配：从实时可见光视频中获取可见光图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的可见光图像黑体区域的图像块进行匹配；
5）通过黑体上设置的温度传感器实时检测黑体温度，并将温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值进行比较，当差值不处于设定范围内时，则认为黑体温度发生变化，并进行黑体温度异常报警。
进一步地，步骤3）匹配步骤为：首先，对预存图像块和实时图像块进行二值化处理，然后，对二值化图像计算相似性；最后与相似度阈值比较，小于相似度阈值即认为黑体位置发生异常状况；步骤4）匹配步骤为：先将两个图像块灰度化，然后计算相似性系数；最后根据相似性系数判断黑体位置是否发生异常状况。
进一步地，黑体上安装双温度传感器，双温度传感器分别将检测的黑体温度实时传递给红外测温软件，红外测温软件实时接收双温度传感器传递的温度值，并分别将双温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，当至少一个温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值位于设定范围内时，就认为黑体温度正常，即只有当双温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值均不处于设定范围内时，则认为黑体温度发生变化，并进行黑体温度异常报警。
进一步地，黑体上设置的基准温度值与系统中预设的温度参数值保持一致。
本发明提供一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测装置，包括预存模块、温度参数模块、数据接收模块、第一匹配模块、第二匹配模块、第一异常判断模块、第二异常判断模块；
所述预存模块用于预先保存黑体所在位置的图像块,图像块为以黑体为中心，图像中上下左右各扩展一定范围的图像区域；并保存该区域在原图像中的坐标位置信息；
所述温度参数模块用于存储温度参数值；
所述第一匹配模块用于从实时红外视频中获取红外图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的红外图像黑体区域的图像块进行匹配，匹配步骤为：首先，对预存图像块和实时图像块进行二值化处理，然后，对二值化图像计算相似性；最后与相似度阈值比较，小于相似度阈值即认为黑体位置发生异常状况；
所述第二匹配模块用于从实时可见光视频中获取可见光图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的可见光图像黑体区域的图像块进行匹配，匹配步骤为：先将两个图像块灰度化，然后计算相似性系数；最后根据相似性系数判断黑体位置是否发生异常状况；
所述第一异常判断模块用于根据第一匹配模块、第二匹配模块的匹配结果判断黑体成像是否异常，当第一匹配模块、第二匹配模块的匹配结果均发生异常时，则认为黑体成像异常，否则，认为黑体成像正常；
所述数据接收模块用于实时接收黑体上设置的温度传感器传递的黑体温度值；
所述第二异常判断模块用于将温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，判断黑体温度是否异常，当差值大于设定范围时，则认为黑体温度发生变化；否则，则认为黑体温度正常。
进一步地，本发明的用于红外热成像测温系统的黑体异常检测装置还包括报警模块，所述报警模块用于根据第一异常判断模块、第二异常判断模块的判定结果，输出异常报警提示。
进一步地，第一匹配模块匹配步骤为：首先，对预存图像块和实时图像块进行二值化处理，然后，对二值化图像计算相似性；最后与相似度阈值比较，小于相似度阈值即认为黑体位置发生异常状况；第二匹配模块的匹配步骤为：先将两个图像块灰度化，然后计算相似性系数；最后根据相似性系数判断黑体位置是否发生异常状况。
本发明提供一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测系统，包括温度传感器以及上述黑体异常检测装置，所述温度传感器设置在黑体上，所述黑体上设置的温度传感器将黑体温度实时传递给黑体异常检测装置，黑体异常检测装置用于实时接收温度传感器传递的温度值，并将黑体上设置的温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，判断黑体温度是否异常，输出异常报警提示。
进一步地，本发明的用于红外热成像测温系统的黑体异常检测系统还包括报警装置，所述报警装置用于对黑体温度、成像异常进行异常报警提示；所述报警装置采用声、光、电报警装置；
进一步地，黑体上安装双温度传感器，双温度传感器分别将检测的黑体温度实时传递给黑体异常检测装置，黑体异常检测装置实时接收双温度传感器传递的温度值，并分别将双温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，当至少一个温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值位于设定范围内时，就认为黑体温度正常，即只有当双温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值均不处于设定范围内时，则认为黑体温度发生变化，并进行黑体温度异常报警；
进一步地，黑体上设置的基准温度值与系统中预设的温度参数值保持一致。
本发明提供一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测设备，包括存储器，用于存储程序；以及处理器，所述处理器用于执行所述程序时实现如上所述黑体异常检测方法的步骤。
本发明的有益效果为：将本发明上述技术方案用于红外测温检验系统，对基准温度参考辐射源实现实时监测，分析功能，当黑体发生温度或成像异常时，及时报警，为系统的测温稳定性与可靠性提供智能化检测功能。且其能保证实时黑体的温度和位置发生异常变化时，及时报警通知工作人员进行解决。
附图说明
图1为本发明的用于红外热成像测温系统的黑体成像异常检测方法的方法流程图；
图2为本发明的用于红外热成像测温系统的黑体温度异常检测方法的方法流程图。
具体实施方式
实施例一
参见图1和图2，本实施例公开了一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测方法，包括如下步骤：
1）将黑体固定在红外成像视场范围内，在成像图像上的位置不变，预先保存黑体所在位置的图像块,图像块为以黑体为中心，图像中上下左右各扩展一定范围的图像区域；并保存该区域在原图像中的坐标位置信息；将黑体上设置的基准温度值与系统中预设的温度参数值保持一致；
2）判断红外热成像测温系统是否为双光系统；
21）若红外热成像测温系统不是双光系统，则执行步骤3）的红外图像黑体匹配步骤，若黑体成像异常，则进行黑体成像异常报警，若黑体成像正常，则继续执行步骤5）；
22）若红外热成像测温系统是双光系统（双光系统同时具备可见光像机和红外相机，同时获得同一个场景的可见光图像和红外图像），则执行步骤3）的红外图像黑体匹配步骤以及步骤4）的可见光图像黑体匹配步骤，当可见光图像黑体匹配与红外图像黑体匹配至少一个匹配发生异常时，判定黑体成像异常，进行黑体成像异常报警，否则，判定黑体成像正常，继续执行步骤5）；
3）红外图像黑体匹配：从实时红外视频中获取红外图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的红外图像黑体区域的图像块进行匹配；
4）可见光图像黑体匹配：从实时可见光视频中获取可见光图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的可见光图像黑体区域的图像块进行匹配；
5）通过黑体上设置的温度传感器将黑体温度实时传递给红外测温软件系统，红外测温软件系统实时接收温度传感器传递的温度值，并将温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，当差值不处于设定范围内时，则认为黑体温度发生变化，并进行黑体温度异常报警。
步骤5）的黑体温度检测的前提是黑体成像正常，未发生遮挡、位移等异常情况。黑体温度发生调整或因故障发生变化，温度传感器传回的黑体温度就会发生变化，这时与系统中预设的温度参数值进行比较，差值大于一定范围，则认为黑体温度发生变化，检测报警。黑体温度传感器测量的温度数据通过有线或无线的方式传输给软件系统。
进一步地，步骤3）匹配步骤为：首先，对预存图像块和实时图像块进行二值化处理，然后，对二值化图像计算相似性；最后与相似度阈值比较，小于相似度阈值即认为黑体位置发生异常状况，如黑体发生了遮挡、移位等异常状况。
进一步地，步骤4）匹配步骤为：先将两个图像块灰度化，然后计算相似性系数；最后根据相似性系数与阈值比较，判断黑体位置是否发生异常状况，如黑体发生了遮挡、移位等异常状况。
步骤3）匹配步骤与步骤4）匹配步骤均可以采用现有技术的模板匹配算法。
进一步地，为了保证温度传感器的可靠性，黑体上安装双温度传感器，双温度传感器分别将检测的黑体温度实时传递给红外热成像测温系统，红外热成像测温系统实时接收双温度传感器传递的温度值，并分别将双温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，当至少一个温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值位于设定范围内时，就认为黑体温度正常，即只有当双温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值均不处于设定范围内时，则认为黑体温度发生变化，并进行黑体温度异常报警。
实施例二
本实施例提供一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测装置，包括预存模块、温度参数模块、数据接收模块、第一匹配模块、第二匹配模块、第一异常判断模块、第二异常判断模块；
所述预存模块用于预先保存黑体所在位置的图像块,图像块为以黑体为中心，图像中上下左右各扩展一定范围的图像区域；并保存该区域在原图像中的坐标位置信息；
所述温度参数模块用于存储温度参数值；
所述第一匹配模块用于从实时红外视频中获取红外图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的红外图像黑体区域的图像块进行匹配，匹配步骤为：首先，对预存图像块和实时图像块进行二值化处理，然后，对二值化图像计算相似性；最后与相似度阈值比较，小于相似度阈值即认为黑体位置发生异常状况；
所述第二匹配模块用于从实时可见光视频中获取可见光图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的可见光图像黑体区域的图像块进行匹配，匹配步骤为：先将两个图像块灰度化，然后计算相似性系数；最后根据相似性系数判断黑体位置是否发生异常状况；
所述第一异常判断模块用于根据第一匹配模块、第二匹配模块的匹配结果判断黑体成像是否异常，当第一匹配模块、第二匹配模块的匹配结果均发生异常时，则认为黑体成像异常，否则，认为黑体成像正常；
所述数据接收模块用于实时接收黑体上设置的温度传感器传递的黑体温度值；
所述第二异常判断模块用于将温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，判断黑体温度是否异常，当差值大于设定范围时，则认为黑体温度发生变化；否则，则认为黑体温度正常。
进一步地，本发明的用于红外热成像测温系统的黑体异常检测装置还包括报警模块，所述报警模块用于根据第一异常判断模块、第二异常判断模块的判定结果，输出异常报警提示。
进一步地，第一匹配模块匹配步骤为：首先，对预存图像块和实时图像块进行二值化处理，然后，对二值化图像计算相似性；最后与相似度阈值比较，小于相似度阈值即认为黑体位置发生异常状况；第二匹配模块的匹配步骤为：先将两个图像块灰度化，然后计算相似性系数；最后根据相似性系数判断黑体位置是否发生异常状况。
实施例三
本实施例提供一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测系统，包括报警装置、温度传感器以及实施例二的黑体异常检测装置，所述温度传感器设置在黑体上，所述黑体上设置的温度传感器将黑体温度实时传递给黑体异常检测装置，黑体异常检测装置用于实时接收温度传感器传递的温度值，并将黑体上设置的温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，判断黑体温度是否异常，输出报警信号给报警装置，所述报警装置用于对黑体温度、成像异常进行异常报警提示；所述报警装置采用声、光、电报警装置。
进一步地，黑体上安装双温度传感器，双温度传感器分别将检测的黑体温度实时传递给黑体异常检测装置，黑体异常检测装置实时接收双温度传感器传递的温度值，并分别将双温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，当至少一个温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值位于设定范围内时，就认为黑体温度正常，即只有当双温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值均不处于设定范围内时，则认为黑体温度发生变化，并进行黑体温度异常报警；
进一步地，黑体上设置的基准温度值与系统中预设的温度参数值保持一致。
实施例四
本实施例提供一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测设备，包括存储器，用于存储程序；以及处理器，所述处理器用于执行所述程序时实现如实施例一所述黑体异常检测方法的步骤。
红外测温系统，特别是人体检验检疫系统中，黑体正常工作是测温的基础，本发明的黑体检测方法、装置、设备、系统是为了保证黑体始终是一个可靠的基准温度辐射源的智能判断条件，让系统不仅可以测温，而且保证测温的基准是可靠的。
本发明不仅仅局限于上述实施例，在不背离本发明技术方案原则精神的情况下进行些许改动的技术方案，应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将黑体固定在红外成像视场范围内，在成像图像上的位置不变，预先保存黑体所在位置的图像块,并保存图像块在原图像中的坐标位置信息；
2）判断红外热成像测温系统是否为双光系统；双光系统指集成了红外相机与可见光相机的系统，用于同时获得红外与可见光的视频图像；
21）若红外热成像测温系统不是双光系统，即红外热成像测温系统只有红外相机，则执行步骤3）的红外图像黑体匹配步骤，若黑体成像异常，则进行黑体成像异常报警，若黑体成像正常，则继续执行步骤5）；
22）若红外热成像测温系统是双光系统，则执行步骤3）的红外图像黑体匹配步骤以及步骤4）的可见光图像黑体匹配步骤，当可见光图像黑体匹配与红外图像黑体匹配至少一个匹配发生异常时，判定黑体成像异常，进行黑体成像异常报警，否则，判定黑体成像正常，继续执行步骤5）；
3）红外图像黑体匹配：从实时红外视频中获取红外图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的红外图像黑体区域的图像块进行匹配；
4）可见光图像黑体匹配：从实时可见光视频中获取可见光图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的可见光图像黑体区域的图像块进行匹配；
5）通过黑体上设置的温度传感器实时检测黑体温度，并将温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值进行比较，当差值不处于设定范围内时，则认为黑体温度发生变化，并进行黑体温度异常报警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3）匹配步骤为：首先，对预存图像块和实时图像块进行二值化处理，然后，对二值化图像计算相似性；最后与相似度阈值比较，小于相似度阈值即认为黑体位置发生异常状况；步骤4）匹配步骤为：先将两个图像块灰度化，然后计算相似性系数；最后根据相似性系数判断黑体位置是否发生异常状况；图像块为以黑体为中心，图像中上下左右各扩展一定范围的图像区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：黑体上安装双温度传感器，双温度传感器分别将检测的黑体温度实时传递给红外测温软件，红外测温软件实时接收双温度传感器传递的温度值，并分别将双温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，当至少一个温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值位于设定范围内时，就认为黑体温度正常，即只有当双温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值均不处于设定范围内时，则认为黑体温度发生变化，并进行黑体温度异常报警。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：黑体上设置的基准温度值与系统中预设的温度参数值保持一致。
5.一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测装置，其特征在于：包括预存模块、温度参数模块、数据接收模块、第一匹配模块、第二匹配模块、第一异常判断模块、第二异常判断模块；
所述预存模块用于预先保存黑体所在位置的图像块,图像块为以黑体为中心，图像中上下左右各扩展一定范围的图像区域；并保存该区域在原图像中的坐标位置信息；
所述温度参数模块用于存储温度参数值；
所述第一匹配模块用于从实时红外视频中获取红外图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的红外图像黑体区域的图像块进行匹配，匹配步骤为：首先，对预存图像块和实时图像块进行二值化处理，然后，对二值化图像计算相似性；最后与相似度阈值比较，小于相似度阈值即认为黑体位置发生异常状况；
所述第二匹配模块用于从实时可见光视频中获取可见光图像，选取已知黑体位置的图像块，与预存的可见光图像黑体区域的图像块进行匹配，匹配步骤为：先将两个图像块灰度化，然后计算相似性系数；最后根据相似性系数判断黑体位置是否发生异常状况；
所述第一异常判断模块用于根据第一匹配模块、第二匹配模块的匹配结果判断黑体成像是否异常，当第一匹配模块、第二匹配模块的匹配结果均发生异常时，则认为黑体成像异常，否则，认为黑体成像正常；
所述数据接收模块用于实时接收黑体上设置的温度传感器传递的黑体温度值；
所述第二异常判断模块用于将温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，判断黑体温度是否异常，当差值大于设定范围时，则认为黑体温度发生变化；否则，则认为黑体温度正常。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：还包括报警模块，所述报警模块用于根据第一异常判断模块、第二异常判断模块的判定结果，输出异常报警提示。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：第一匹配模块匹配步骤为：首先，对预存图像块和实时图像块进行二值化处理，然后，对二值化图像计算相似性；最后与相似度阈值比较，小于相似度阈值即认为黑体位置发生异常状况；第二匹配模块的匹配步骤为：先将两个图像块灰度化，然后计算相似性系数；最后根据相似性系数判断黑体位置是否发生异常状况。
8.一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测系统，其特征在于：包括温度传感器以及权利要求5至7任一所述的黑体异常检测装置，所述温度传感器设置在黑体上，所述黑体上设置的温度传感器将黑体温度实时传递给黑体异常检测装置，黑体异常检测装置用于实时接收温度传感器传递的温度值，并将黑体上设置的温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，判断黑体温度是否异常，输出异常报警提示。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：还包括报警装置，所述报警装置用于对黑体温度、成像异常进行异常报警提示；所述报警装置采用声、光、电报警装置；
黑体上安装双温度传感器，双温度传感器分别将检测的黑体温度实时传递给黑体异常检测装置，黑体异常检测装置实时接收双温度传感器传递的温度值，并分别将双温度传感器传递的温度值与预设的温度参数值进行比较，当至少一个温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值位于设定范围内时，就认为黑体温度正常，即只有当双温度传感器检测的温度值与预设的温度参数值之间的差值均不处于设定范围内时，则认为黑体温度发生变化，并进行黑体温度异常报警；
黑体上设置的基准温度值与系统中预设的温度参数值保持一致。
10.一种用于红外热成像测温系统的黑体异常检测设备，其特征在于：包括存储器，用于存储程序；
以及处理器，所述处理器用于执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述黑体异常检测方法的步骤。
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