CN111488337B - 基于红外热像仪测量人体额温识别方法、系统及设备 - Google Patents

基于红外热像仪测量人体额温识别方法、系统及设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及一种基于红外热像仪测量人体额温识别方法、系统及设备，包括：获取红外热像仪被测人体温度数据组成的温度数据维数组；对温度数据维数组进行预处理，得到温度场特征值，温度场特征值包括人体首行位置、第一高温度均值和第二高温度均值；若存在人体首行位置，判断是否存在第一高温度均值，若存在，人体额温为第一高温度均值；若不存在人体首行位置，判断是否存在第二高温度均值，若存在，人体额温为第二高温度均值。该方法、系统及设备识别的人体额头温度值准确度高，避免了目前红外热像仪普遍使用全局最高温度点作为人体温度带来的误差，提高了人体测温的精度，也解决了现有红外热像仪测量人体的温度，输出人体温度不准确的问题。

Description

基于红外热像仪测量人体额温识别方法、系统及设备
技术领域
本发明涉及人体温度检测技术领域，尤其涉及一种基于红外热像仪测量人体额温识别方法、系统及设备。
背景技术
红外热像科技在军民两方面都有应用，最开始起源于军用，逐渐转为民用。在民用中一般叫热像仪，主要用于研发或工业检测与设备维护中，在防火、夜视以及安防中也有广泛应用。通俗地讲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。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
2020年初新型冠状病毒爆发以来，红外热像仪测量人体体温迅速得到推广，但一般红外热像仪测量人体体温只显示测温范围内最高温度点，红外热像仪测量没有根据人的额头温度还是口腔部位的温度进行区别，如果被测人是戴口罩通过红外热像仪测量的温度一般是人的额头温度，如果被测人没有佩戴口罩红外热像仪测量的温度一般是人的口腔部位温度。
而人的口腔部位存在呼吸热气，该部分的温度高，如果用呼吸时的口腔部位温度代表体温，容易超过37.3℃，造成测量人的体温出错，使得红外热像仪测量输出的人体温度不准确。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于红外热像仪测量人体额温识别方法、系统及设备，用于解决现有红外热像仪测量人体的温度，输出人体温度不准确的技术问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种基于红外热像仪测量人体额温识别方法，包括以下步骤：
获取红外热像仪被测人体温度数据组成的温度数据维数组；
对所述温度数据维数组进行预处理，得到温度场特征值，所述温度场特征值包括人体首行位置、第一高温度均值和第二高温度均值；
若存在人体首行位置，判断是否存在第一高温度均值，若存在，人体额温为第一高温度均值；
若不存在人体首行位置，判断是否存在第二高温度均值，若存在，人体额温为第二高温度均值。
优选地，对所述温度数据维数组进行预处理具体包括：
在所述温度数据维数组滤除低于温度阈值的温度数据，得到处理后的温度维数组；
若所述温度维数组中从上到下记载的第一行温度数据的个数不小于15个，并且从上到下的第二行至第六行记载的每行最高的温度数值均不小于所述温度阈值，在所述温度数据维数组中存在人体首行位置。
优选地，所述温度阈值为32℃。
优选地，获得所述第一高温度均值包括：
以所述人体首行位置为起点，在所述温度数据维数组中从上往下选取40行的温度数据；
根据每行最高温度值对40行的所述温度数据进行行排序，得到排序后的行温度数据；
在所述行温度数据中选取前10行的每行最高温度值，并对选取的每行最高温度值计算这10行最高温度值的平均值，这个平均值为所述第一高温度均值。
优选地，获得所述第二高温度均值包括：
若所述温度数据维数组中不存在人体首行位置，在所述温度数据维数组中根据温度数据的数值大小进行行排序，得到排序后的全温度数据；
在所述全温度数据中选取排序前100名的温度数据，并对选取的100个温度数据的数值计算，得到100个温度数据数值的平均值，这个平均值为所述第二高温度均值。
优选地，若存在人体首行位置且不存在第一高温度均值，则红外热像仪的检测区无人；若不存在人体首行位置且不存在第二高温度均值，则红外热像仪的检测区无人。
本发明实施例还提供一种基于红外热像仪测量人体额温识别系统，包括数据获取单元、处理单元、第一判断单元和第二判断单元；
所述数据获取单元，用于获取红外热像仪被测人体温度数据组成的温度数据维数组；
所述处理单元，用于对所述温度数据维数组进行预处理，得到温度场特征值，所述温度场特征值包括人体首行位置、第一高温度均值和第二高温度均值；
所述第一判断单元，用于根据存在人体首行位置，判断是否存在第一高温度均值，若存在，人体额温为第一高温度均值；
所述第二判断单元，用于根据不存在人体首行位置，判断是否存在第二高温度均值，若存在，人体额温为第二高温度均值。
优选地，所述处理单元包括滤除子单元，所述滤除子单元用于对所述温度数据维数组中低于温度阈值的温度数据过滤或删除，得到处理后的温度维数组。
优选地，所述第一判断单元还用于根据存在人体首行位置且不存在第一高温度均值，则红外热像仪的检测区无人；所述第二判断单元用于根据不存在人体首行位置且不存在第二高温度均值，则红外热像仪的检测区无人。
本发明还提供一种设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的基于红外热像仪测量人体额温识别方法。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
1.该基于红外热像仪测量人体额温识别方法通过红外热像仪获得被测人体温度组成的温度数据维数组，并对温度数据维数组中的温度数据进行预处理，得到温度场特征值，根据温度场特征值中的人体首行位置是否存在，选取第一高温度均值还是第二高温度均值作为红外热像仪检测人体额温的温度值，该方法识别的人体额头温度值准确度高，避免了目前红外热像仪普遍使用全局最高温度点作为人体温度带来的误差，提高了人体测温的精度，也解决了现有红外热像仪测量人体的温度，输出人体温度不准确的技术问题；
2.该基于红外热像仪测量人体额温识别系统通过数据获取单元获得红外热像仪检测被测人体温度组成的温度数据维数组，采用处理单元对温度数据维数组中的温度数据进行预处理，得到温度场特征值，还通过第一判断单元和第二判断单元选取第一高温度均值还是第二高温度均值作为红外热像仪检测人体额温的温度值，该系统识别的人体额头温度值准确度高，避免了目前红外热像仪普遍使用全局最高温度点作为人体温度带来的误差，提高了人体测温的精度，也解决了现有红外热像仪测量人体的温度，输出人体温度不准确的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所述的基于红外热像仪测量人体额温识别方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例所述的基于红外热像仪测量人体额温识别系统的框架图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种基于红外热像仪测量人体额温识别方法、系统及设备，用于解决现有红外热像仪测量人体的温度，输出人体温度不准确的技术问题。
实施例一：
图1为本发明实施例所述的基于红外热像仪测量人体额温识别方法的步骤流程图。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于红外热像仪测量人体额温识别方法，包括以下步骤：
S1.获取红外热像仪被测人体温度数据组成的温度数据维数组；
S2.对温度数据维数组进行预处理，得到温度场特征值，温度场特征值包括人体首行位置、第一高温度均值和第二高温度均值；
S3.若存在人体首行位置，判断是否存在第一高温度均值，若存在，人体额温为第一高温度均值；
S4.若不存在人体首行位置，判断是否存在第二高温度均值，若存在，人体额温为第二高温度均值。
在本发明实施例的S1中，红外热像仪检测人体的温度是通过扫描人体得到检测的热像图，通过热像图获得被测人体的温度，在红外热像仪检测人体的热像图中获得的温度设置在平面直角坐标系上，通过红外热像仪检测的人体的所有温度数据形成一维的温度数据数维组。
需要说明的是，红外热像仪可以选为160*120分辨率的红外热像仪，也可以为336*256、384*288等分辨率的红外热像仪。在本实施例中，是以辨率336*256的红外热像仪检测人体温度得到用户面部且336*256分辨率的热像图，从热像图中获得每个像素的温度值形成温度数据维数组中的温度数据，对应的温度数据维数组为256行和336列组成的二维数组。
在本发明实施例的S2中，在温度数据维数组中包含的温度数据存在现场环境温度数据，要对温度数据维数组中的现场环境温度数据删除或过滤，组成的温度维数组。
需要说明的是，现场环境温度数据指的是红外热像仪采集的热像图中没有发热物体以及存在强反光场景的温度数据。经过大量数据的验证，现场环境温度数据的温度一般都会低于30℃，过滤或删除现场环境温度数据可以提高人体额温识别的速度，也可以留下满足后续识别人体额温需要的温度数据。
在本发明实施例的S3和S4中，根据温度场特征值中的人体首行位置是否存在，选取不同的高温度均值作为红外热像仪检测人体额温的温度值。
本发明提供的一种基于红外热像仪测量人体额温识别方法通过红外热像仪获得被测人体温度组成的温度数据维数组，并对温度数据维数组中的温度数据进行预处理，得到温度场特征值，根据温度场特征值中的人体首行位置是否存在，选取第一高温度均值还是第二高温度均值作为红外热像仪检测人体额温的温度值，该方法识别的人体额头温度值准确度高，避免了目前红外热像仪普遍使用全局最高温度点作为人体温度带来的误差，提高了人体测温的精度，也解决了现有红外热像仪测量人体的温度，输出人体温度不准确的技术问题。
在本发明的一个实施例中，对温度数据维数组进行预处理具体包括：
S21.在温度数据维数组滤除低于温度阈值的温度数据，得到处理后的温度维数组；
S22.若温度维数组中从上到下记载的第一行温度数据的个数不小于15个，并且从上到下的第二行至第六行记载的每行最高的温度数值均不小于温度阈值，在温度数据维数组中存在人体首行位置。
需要说明的是，温度阈值优先选用32℃。
在本发明实施例的S21中，主要是在温度数据维淑组中删除低于温度阈值的温度数据，获得红外热像仪检测的被测人体裸露皮肤以及衣物较薄的温度数据。
在本发明实施例的S22中，从红外热像仪采集的被测人体热像图顶部开始(即是从温度维数组的从上往下数的第一行)，从上往下逐行扫描每行温度最高值(即是在温度维数组中每行温度数据中温度数值最大的)。人体首行位置指的是该行的温度数据最大的温度大于或等于32℃，并且该行的温度数据大于或等于32℃的温度个数不小于15个以及从该行往下数的前5行(即是温度维数组中从上往下数第二至第六行)中的每行温度最高值都大于或等于32℃。
在本发明的一个实施例中，获得第一高温度均值包括：
以人体首行位置为起点，在温度数据维数组中从上往下选取40行的温度数据；
根据每行最高温度值对40行的温度数据进行行排序，得到排序后的行温度数据；
在行温度数据中选取前10行的每行最高温度值，并对选取的每行最高温度值计算这10行最高温度值的平均值，这个平均值为第一高温度均值。
需要说明的是，第一高温度均值为额头区域前10行的高温值均值，具体为：从人体首行位置为起点从上往下40行的区域为人体额头区域，即是人体首行位置的行温度为第1行，从第2行到地41行的区域为人体额头区域。在这40行的温度数据中选出每行温度最高值，并根据温度最高值对这40行的温度数据进行横排序，获取排序后前10行的温度数据，获取这10行每行温度最高值得到10个温度最高值数值，并对10个温度最高值数值计算平均值，即为额头区域的前10行高温值均值，记为第一高温度均值。
在本发明的一个实施例中，获得第二高温度均值包括：
若温度数据维数组中不存在人体首行位置，在温度数据维数组中根据温度数据的数值大小进行行排序，得到排序后的全温度数据；
在全温度数据中选取排序前100名的温度数据，并对选取的100个温度数据的数值计算，得到100个温度数据数值的平均值，这个平均值为第二高温度均值。
需要说明的是，在温度数据维数组中所有的温度数据中选取温度数值大小排序前100的温度数据，对100个温度数值计算它们的平均值，并将计算的100个温度数值的平均值记为第二高温度均值。
在本发明的一个实施例中，若存在人体首行位置且不存在第一高温度均值，则红外热像仪的检测区无人；若不存在人体首行位置且不存在第二高温度均值，则红外热像仪的检测区无人。
实施例二：
图2为本发明实施例所述的基于红外热像仪测量人体额温识别系统的框架图。
如图2所示，本发明实施例还提供一种基于红外热像仪测量人体额温识别系统，包括数据获取单元10、处理单元20、第一判断单元30和第二判断单元40；
数据获取单元10，用于获取红外热像仪被测人体温度数据组成的温度数据维数组；
处理单元20，用于对温度数据维数组进行预处理，得到温度场特征值，温度场特征值包括人体首行位置、第一高温度均值和第二高温度均值；
第一判断单元30，用于根据存在人体首行位置，判断是否存在第一高温度均值，若存在，人体额温为第一高温度均值；
第二判断单元40，用于根据不存在人体首行位置，判断是否存在第二高温度均值，若存在，人体额温为第二高温度均值。
在本实施例中，处理单元20包括滤除子单元，滤除子单元用于对温度数据维数组中低于温度阈值的温度数据过滤或删除，得到处理后的温度维数组。
在本实施例中，第一判断单元30还用于根据存在人体首行位置且不存在第一高温度均值，则红外热像仪的检测区无人；第二判断单元40用于根据不存在人体首行位置且不存在第二高温度均值，则红外热像仪的检测区无人。
需要说明的是，实施例二的装是实施例一的方法对应设置的，实施例一中已经详细阐述了与各个单元对应步骤的内容，在此本实施例中不在一一阐述。
本发明提供的一种基于红外热像仪测量人体额温识别系统通过数据获取单元获得红外热像仪检测被测人体温度组成的温度数据维数组，采用处理单元对温度数据维数组中的温度数据进行预处理，得到温度场特征值，还通过第一判断单元和第二判断单元选取第一高温度均值还是第二高温度均值作为红外热像仪检测人体额温的温度值，该系统识别的人体额头温度值准确度高，避免了目前红外热像仪普遍使用全局最高温度点作为人体温度带来的误差，提高了人体测温的精度，也解决了现有红外热像仪测量人体的温度，输出人体温度不准确的技术问题。
实施例三：
本发明实施例提供了一种设备，包括处理器以及存储器；
存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的基于红外热像仪测量人体额温识别方法。
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，所述单元的划分，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，例如多个单元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。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元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全部或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-OnlyMemory)、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。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于红外热像仪测量人体额温识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取红外热像仪被测人体温度数据组成的温度数据维数组；
对所述温度数据维数组进行预处理，得到温度场特征值，所述温度场特征值包括人体首行位置、第一高温度均值和第二高温度均值；
若存在人体首行位置，判断是否存在第一高温度均值，若存在，人体额温为第一高温度均值；
若不存在人体首行位置，判断是否存在第二高温度均值，若存在，人体额温为第二高温度均值；
对所述温度数据维数组进行预处理具体包括：
在所述温度数据维数组滤除低于温度阈值的温度数据，得到处理后的温度维数组；
若所述温度维数组中从上到下记载的第一行温度数据的个数不小于15个，并且从上到下的第二行至第六行记载的每行最高的温度数值均不小于所述温度阈值，在所述温度数据维数组中存在人体首行位置；
获得所述第一高温度均值包括：
以所述人体首行位置为起点，在所述温度数据维数组中从上往下选取40行的温度数据；
根据每行最高温度值对40行的所述温度数据进行行排序，得到排序后的行温度数据；
在所述行温度数据中选取前10行的每行最高温度值，并对选取的每行最高温度值计算这10行最高温度值的平均值，这个平均值为所述第一高温度均值；
获得所述第二高温度均值包括：
若所述温度数据维数组中不存在人体首行位置，在所述温度数据维数组中根据温度数据的数值大小进行行排序，得到排序后的全温度数据；
在所述全温度数据中选取排序前100名的温度数据，并对选取的100个温度数据的数值计算，得到100个温度数据数值的平均值，这个平均值为所述第二高温度均值。
2.根据权利要求1所述的基于红外热像仪测量人体额温识别方法，其特征在于，所述温度阈值为32℃。
3.根据权利要求1所述的基于红外热像仪测量人体额温识别方法，其特征在于，若存在人体首行位置且不存在第一高温度均值，则红外热像仪的检测区无人；若不存在人体首行位置且不存在第二高温度均值，则红外热像仪的检测区无人。
4.一种基于红外热像仪测量人体额温识别系统，其特征在于，包括数据获取单元、处理单元、第一判断单元和第二判断单元；
所述数据获取单元，用于获取红外热像仪被测人体温度数据组成的温度数据维数组；
所述处理单元，用于对所述温度数据维数组进行预处理，得到温度场特征值，所述温度场特征值包括人体首行位置、第一高温度均值和第二高温度均值；
所述第一判断单元，用于根据存在人体首行位置，判断是否存在第一高温度均值，若存在，人体额温为第一高温度均值；
所述第二判断单元，用于根据不存在人体首行位置，判断是否存在第二高温度均值，若存在，人体额温为第二高温度均值；
对所述温度数据维数组进行预处理具体包括：
在所述温度数据维数组滤除低于温度阈值的温度数据，得到处理后的温度维数组；
若所述温度维数组中从上到下记载的第一行温度数据的个数不小于15个，并且从上到下的第二行至第六行记载的每行最高的温度数值均不小于所述温度阈值，在所述温度数据维数组中存在人体首行位置；
获得所述第一高温度均值包括：
以所述人体首行位置为起点，在所述温度数据维数组中从上往下选取40行的温度数据；
根据每行最高温度值对40行的所述温度数据进行行排序，得到排序后的行温度数据；
在所述行温度数据中选取前10行的每行最高温度值，并对选取的每行最高温度值计算这10行最高温度值的平均值，这个平均值为所述第一高温度均值；
获得所述第二高温度均值包括：
若所述温度数据维数组中不存在人体首行位置，在所述温度数据维数组中根据温度数据的数值大小进行行排序，得到排序后的全温度数据；
在所述全温度数据中选取排序前100名的温度数据，并对选取的100个温度数据的数值计算，得到100个温度数据数值的平均值，这个平均值为所述第二高温度均值。
5.根据权利要求4所述的基于红外热像仪测量人体额温识别系统，其特征在于，所述处理单元包括滤除子单元，所述滤除子单元用于对所述温度数据维数组中低于温度阈值的温度数据过滤或删除，得到处理后的温度维数组。
6.根据权利要求4所述的基于红外热像仪测量人体额温识别系统，其特征在于，所述第一判断单元还用于根据存在人体首行位置且不存在第一高温度均值，则红外热像仪的检测区无人；所述第二判断单元用于根据不存在人体首行位置且不存在第二高温度均值，则红外热像仪的检测区无人。
7.一种基于红外热像仪测量人体额温识别设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-3任意一项所述的基于红外热像仪测量人体额温识别方法。
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