CN111928949A - 热像测温方法、装置、计算机设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热像测温方法、装置、计算机设备、存储介质，方法包括接收红外摄像机的热像数据，对热像数据进行像素分化操作，获得若干温度点集合；接收待测温头部位置指定请求，获取待测温人员的指定身体部位的温度点集合；通过预设的均方差计算方法得到待测温人员的温度点均方差，获取正常体温的人员的温度点集合，得到正常体温的人员的温度点均方差；获取待测人员身体附近的红外线汇集值，计算红外线汇集值与正常体温的人员身体附近的红外线汇集值的线性比值；将线性比值与待测温人员的温度点均方差相乘得到修正方差，比较修正方差与正常体温人员的温度点均方差的大小，根据比较结果判断待测温人员是否体温过高。测温结果准确度高。

Description

热像测温方法、装置、计算机设备、存储介质

技术领域

本发明涉及一种非接触式温度测量计量技术领域，尤其涉及一种 热像测温方法、装置、计算机设备、存储介质。

背景技术

热像仪测温为非接触式温度测量，具有测温范围宽、响应快、灵 敏度高、空间分辨率高、不需达到与目标物体的热平衡、不影响目标 的温度分布、可以检测某些不能接触或禁止接触的目标等特点。广泛 应用于电力行业、微电子行业、森林火险预警、故障诊断等行业。

根据普朗克分布定律，温度高于绝对零度的物体都产生红外辐射。 热像仪测温是通过探测器接收被测目标的红外辐射，将接收的辐射能 量转换为相应的电信号，对应图像灰度。通过图像处理技术将整个目 标不可见的温度分布特性形成一个可视的二维图像呈现在显示器上。 根据目标图像的灰度值计算得到被测目标的温度。热像仪实际测温应 用前，必须经过温度标定，才能使它正确地测量出被测目标的温度场。 因此，温度标定是热像仪测温的基础，是建立辐射能量与温度对应关 系的过程，是测温型热像仪在设计开发过程中必须考虑的重要环节。

传统的测温型热像仪温度标定是在热像仪出厂前,利用高精度黑 体对其进行标定，找出黑体温度与图像灰度值之间的关系,并将这个关 系用一个公式或查找表来描述；实际测温时，应用上述对应关系，根 据目标物体的辐射能对应的灰度值得到物体的辐射温度TR；对TR进 行换算，计算物体的真实温度。这种标定方法简单易行，但测量精度 低。原因是在实际测温时,被测目标物体一般不是黑体，受到大气辐射 和反射辐射的影响较大，使用热像仪进行测温还会受到各种噪声的干 扰，热像仪接收的有效辐射能量不但包括被测目标自身的辐射、还有 环境反射辐射和大气辐射等，这些影响因素会使物体温度与图像灰度 的对应关系偏离在实验室中确定的黑体温度与图像灰度值之间的关系， 严重影响热像仪的测温精度。

发明内容

为了满足上述要求，本发明的第一个目的在于提供一种热像测温 方法。

本发明的第二个目的在于提供一种热像测温装置。

本发明的第三个目的在于提供一种计算机设备。

本发明的第四个目的在于提供一种非临时性计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本申请实施例提出了一种热像测温方法，包括以下步骤：

接收红外摄像机的热像数据，对所述热像数据进行像素分化操作， 获得若干温度点集合；

接收待测温头部位置指定请求，获取待测温人员的指定身体部位 的温度点集合；

通过预设的均方差计算方法得到待测温人员的温度点均方差，获 取正常体温的人员的温度点集合并通过设于的均方差计算方法计算得 到正常体温的人员的温度点均方差；

获取待测人员身体附近的红外线汇集值，计算所述红外线汇集值 与正常体温的人员身体附近的红外线汇集值的线性比值；

将所述线性比值与待测温人员的温度点均方差相乘得到修正方差， 比较所述修正方差与正常体温人员的温度点均方差的大小，根据比较 结果判断待测温人员是否体温过高。

在一个可能的实施方式中，所述对所述热像数据进行像素分化操 作的操作包括，根据所述热像数据中的热像图的像素进行拆分，根据 颜色进行温度点集合的分类。

在一个可能的实施方式中，所述预设的均方差计算方法包括以下 步骤：

已知温度点集合为：

U＝{u_jk,j＝1,2,..,J；k＝1,2,..K}；

计算所述温度点集合的元素的温度值的和；

计算每个温度点集合所占温度值的和的百分比：

计算每个温度点集合所占总温度点数量的百分比：

记x(j,k)＝x_jk为第k个温度点处于第j个温度点集合的测量数 据，以k对应的百分比作为权值，计算x(j,k)中j的均方差。

在一个可能的实施方式中，所述修正方差为待测温人员的体温。

在一个可能的实施方式中，所述计算所述红外线汇集值与正常体 温的人员身体附近的红外线汇集值的线性比值的步骤还包括，预先获 取若干正常体温的人员身体附近的红外线汇集值的平均值。

在一个可能的实施方式中，所述预先获取若干正常体温的人员身 体附近的红外线汇集值的平均值的步骤还包括，过滤偏离平均值阈值 范围之外的红外线汇集值。

在一个可能的实施方式中，所述获取正常体温的人员的温度点集 合的步骤包括，预先获取若干正常体温的人员的热像数据。

在另一方面，本申请实施例还提出了一种热像测温装置，包括以 下单元：

数据处理单元，用于接收红外摄像机的热像数据，对所述热像数 据进行像素分化操作，获得若干温度点集合；

测温设置单元，用于接收待测温头部位置指定请求，获取待测温 人员的指定身体部位的温度点集合；

方差计算单元，通过预设的均方差计算方法得到待测温人员的温 度点均方差，获取正常体温的人员的温度点集合并通过设于的均方差 计算方法计算得到正常体温的人员的温度点均方差；

方差修正单元，用于获取待测人员身体附近的红外线汇集值，计 算所述红外线汇集值与正常体温的人员身体附近的红外线汇集值的线 性比值；

结果获取单元，用于将所述线性比值与待测温人员的温度点均方 差相乘得到修正方差，比较所述修正方差与正常体温人员的温度点均 方差的大小，根据比较结果判断待测温人员是否体温过高。

在第三方面，本申请实施例还提出了一种计算机设备，包括存储 器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的热像测 温程序，其中，所述热像测温程序被所述处理器执行时实现如上述任 一项中所述的热像测温方法。

在第四方面，本申请实施例提出了一种非临时性计算机可读存储 介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述任 一项中所述的热像测温方法。

相比于现有技术,本发明的有益效果在于：本申请实施例提出的热 像测温方法把影响测温型热像仪测温精度的主要因素利用线性比值的 方式进行处理，把热像图形分解为可在实验室中通过工程测量方法分 别确定的独立的参数，再根据预设的均方差计算方法得到待测温人员 的温度点均方差，实现补偿因素参与计算获得的修正方差适用于实际应用环境，测温结果准确度高。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是本申请实施例提出的一种热像测温方法的具体实施例流程 示意图；

图2为本申请实施例提供的热像测温装置的示意性框图；

图3为本申请实施例提供的计算机设备的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实 施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属 于本申请保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包 括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件 的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、 组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述 特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附 权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则 单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的 术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所 有可能组合，并且包括这些组合。

参考图1，为本申请实施例提出一种热像测温方法的具体实施例 流程示意图，包括以下步骤：

步骤S101、接收红外摄像机的热像数据，对所述热像数据进行像 素分化操作，获得若干温度点集合；

其中，所述对所述热像数据进行像素分化操作的操作包括，根据 所述热像数据中的热像图的像素进行拆分，根据颜色进行温度点集合 的分类。由于热像数据的图像包括若干像素集合，可以利用图像分辨 算法识别出不同颜色的像素，进行分类，分类时可采用温度范围的像 素归到一类，以便于后续处理。

步骤S102、接收待测温头部位置指定请求，获取待测温人员的指 定身体部位的温度点集合；

具体地，由于采集的体温部位不同，使用者可根据实际要求进行 额头、面部等部位的体温获取。

步骤S103、通过预设的均方差计算方法得到待测温人员的温度点 均方差，获取正常体温的人员的温度点集合并通过设于的均方差计算 方法计算得到正常体温的人员的温度点均方差；

其中，所述获取正常体温的人员的温度点集合的步骤包括，预先 获取若干正常体温的人员的热像数据，以便于本实施例中获得比较值， 也即用正常范围值的数据进行比对，可避免直接使用温度阈值进行判 断的不准确问题，由于直接使用温度阈值进行判断会忽略许多因素， 如部分失真的像素值会带来意想不到的结果偏离。

具体地，所述预设的均方差计算方法包括以下步骤：

已知温度点集合为：

U＝{u_jk,j＝1,2,..,J；k＝1,2,..K}；

计算所述温度点集合的元素的温度值的和；

计算每个温度点集合所占温度值的和的百分比：

计算每个温度点集合所占总温度点数量的百分比：

记x(j,k)＝x_jk为第k个温度点处于第j个温度点集合的测量数 据，以k对应的百分比作为权值，计算x(j,k)中j的均方差。

其中，均方差可视为当前获得体温度数，后续需要考虑环境参数 对均方差进行处理，从而使测量结果尽可能准确。

步骤S104、获取待测人员身体附近的红外线汇集值，计算所述红 外线汇集值与正常体温的人员身体附近的红外线汇集值的线性比值；

在一实施例中，所述计算所述红外线汇集值与正常体温的人员身 体附近的红外线汇集值的线性比值的步骤还包括，预先获取若干正常 体温的人员身体附近的红外线汇集值的平均值，所述预先获取若干正 常体温的人员身体附近的红外线汇集值的平均值的步骤还包括，过滤 偏离平均值阈值范围之外的红外线汇集值，即此处为方法执行前的预备步骤，需要获取参考值并且过滤，才能实现线性比值的真实。

步骤S105、将所述线性比值与待测温人员的温度点均方差相乘得 到修正方差，比较所述修正方差与正常体温人员的温度点均方差的大 小，根据比较结果判断待测温人员是否体温过高。

其中，所述修正方差为待测温人员的体温，经过线性比值计算之 后，能够极大地校准测量值。

图2是本发明实施例提供的一种热像测温装置的示意性框图。如 图2所示，对应于以上热像测温方法，本发明还提供一种热像测温装 置。该热像测温装置包括用于执行上述热像测温方法的单元，该装置 可以被配置于台式电脑、平板电脑、手提电脑、等终端中。具体地， 请参阅图2，该热像测温装置200包括：

数据处理单元201，用于接收红外摄像机的热像数据，对所述热像 数据进行像素分化操作，获得若干温度点集合；

测温设置单元202，用于接收待测温头部位置指定请求，获取待测 温人员的指定身体部位的温度点集合；

方差计算单元203，通过预设的均方差计算方法得到待测温人员 的温度点均方差，获取正常体温的人员的温度点集合并通过设于的均 方差计算方法计算得到正常体温的人员的温度点均方差；

方差修正单元204，用于获取待测人员身体附近的红外线汇集值， 计算所述红外线汇集值与正常体温的人员身体附近的红外线汇集值的 线性比值；

结果获取单元205，用于将所述线性比值与待测温人员的温度点 均方差相乘得到修正方差，比较所述修正方差与正常体温人员的温度 点均方差的大小，根据比较结果判断待测温人员是否体温过高。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述热 像测温装置200的各个子单元的具体实现过程，可以参考前述方法实 施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。

上述热像测温装置200可以表现为一种计算机程序的形式，该计 算机程序可以在如图3所示的计算机设备上运行。

参阅图3，该计算机设备300包括通过系统总线301连接的处理 器302、存储器和网络接口305，其中，存储器可以包括非易失性存储 介质303和内存储器304。

该非易失性存储介质303可存储操作系统3031和计算机程序 3032。该计算机程序3032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使 得处理器302执行一种热像测温方法。

该处理器302用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备 300的运行。

该内存储器304为非易失性存储介质303中的计算机程序3032的 运行提供环境，该计算机程序3032被处理器302执行时，可使得处理 器302执行一种热像测温方法。

该网络接口305用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员 可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构 的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备300的限 定，具体的计算机设备300可以包括比图中所示更多或更少的部件， 或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(Read- OnlyMemory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机 可读存储介质。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描 述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二 者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说 明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究 竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约 束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现 所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和 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，各个单元的划分，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。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合 并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、 划分和删减。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，也可以是两个或 两个以上单元集成在一个单元中。

该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，终端，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。

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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖 在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的 保护范围为准。

Claims (10)

1.一种热像测温方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收红外摄像机的热像数据，对所述热像数据进行像素分化操作，获得若干温度点集合；

接收待测温头部位置指定请求，获取待测温人员的指定身体部位的温度点集合；

通过预设的均方差计算方法得到待测温人员的温度点均方差，获取正常体温的人员的温度点集合并通过设于的均方差计算方法计算得到正常体温的人员的温度点均方差；

获取待测人员身体附近的红外线汇集值，计算所述红外线汇集值与正常体温的人员身体附近的红外线汇集值的线性比值；

将所述线性比值与待测温人员的温度点均方差相乘得到修正方差，比较所述修正方差与正常体温人员的温度点均方差的大小，根据比较结果判断待测温人员是否体温过高。

2.根据权利要求1所述的热像测温方法，其特征在于，所述对所述热像数据进行像素分化操作的操作包括，根据所述热像数据中的热像图的像素进行拆分，根据颜色进行温度点集合的分类。

3.根据权利要求1所述的热像测温方法，其特征在于，所述预设的均方差计算方法包括以下步骤：

已知温度点集合为：

U＝{u_jk,j＝1,2,..,J；k＝1,2,..K}；

计算所述温度点集合的元素的温度值的和；

计算每个温度点集合所占温度值的和的百分比：

计算每个温度点集合所占总温度点数量的百分比：

记x(j,k)＝x_jk为第k个温度点处于第j个温度点集合的测量数据，以k对应的百分比作为权值，计算x(j,k)中j的均方差。

4.根据权利要求1所述的热像测温方法，其特征在于，所述修正方差为待测温人员的体温。

5.根据权利要求1所述的热像测温方法，其特征在于，所述计算所述红外线汇集值与正常体温的人员身体附近的红外线汇集值的线性比值的步骤还包括，预先获取若干正常体温的人员身体附近的红外线汇集值的平均值。

6.根据权利要求5所述的热像测温方法，其特征在于，所述预先获取若干正常体温的人员身体附近的红外线汇集值的平均值的步骤还包括，过滤偏离平均值阈值范围之外的红外线汇集值。

7.根据权利要求1所述的热像测温方法，其特征在于，所述获取正常体温的人员的温度点集合的步骤包括，预先获取若干正常体温的人员的热像数据。

8.一种热像测温装置，其特征在于，包括以下单元：

数据处理单元，用于接收红外摄像机的热像数据，对所述热像数据进行像素分化操作，获得若干温度点集合；

测温设置单元，用于接收待测温头部位置指定请求，获取待测温人员的指定身体部位的温度点集合；

方差计算单元，通过预设的均方差计算方法得到待测温人员的温度点均方差，获取正常体温的人员的温度点集合并通过设于的均方差计算方法计算得到正常体温的人员的温度点均方差；

方差修正单元，用于获取待测人员身体附近的红外线汇集值，计算所述红外线汇集值与正常体温的人员身体附近的红外线汇集值的线性比值；

结果获取单元，用于将所述线性比值与待测温人员的温度点均方差相乘得到修正方差，比较所述修正方差与正常体温人员的温度点均方差的大小，根据比较结果判断待测温人员是否体温过高。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的热像测温程序，其中，所述热像测温程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项中所述的热像测温方法。

10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项中所述的热像测温方法。

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