CN115389027A - 基于红外图像识别的探测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了基于红外图像识别的探测系统，涉及红外成像技术领域，包括识别系统和探测模块，所述识别系统基于计算机，且识别系统包括图像处理系统、空间模型构建模块、时间流模块、空间温差计算模块、非均匀性校正模块和防盗报警模块，所述探测模块包括光学阵列、红外探测器、驱动板和数字信号处理板；所述图像处理系统用于接收探测模块的数据信号并处理分析获得图像元素；本发明根据实际构建具备位置坐标的探测空间模型，并将红外热成像影像输入空间模型中，通过空间温差计算模块设定对比阈值，并对比计算与实际探测的温差，进行异常判断，在空间模块中，可以直观的了解异常的设备单元，以及其位置坐标，方便及时准确的排查。
Description
技术领域
本发明涉及红外成像技术领域，尤其涉及基于红外图像识别的探测系统。
背景技术
红外图像是伴随着红外成像技术的出现而诞生的，红外热成像技术，又称为热成像技术，是一种辐射信息探测技术，热成像系统能够把物体表面自然发射的红外辐射分布转变为可见图像，红外图像识别技术将人类的视觉感知范围由传统的可见光谱扩展到裸眼看不到的红外辐射光谱区，一切温度在零度以上的物体，都会因自身的分子运动而不停地向周围空间辐射出红外线，物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系，红外图像识别探测技术，通常通过红外线辐射的探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号后(对物体自身辐射的红外能量的测量)，就能准确地测定它的表面温度，经电子系统处理，传至显示屏上，得到与物体表面热分布相应的热像图；
红外图像识别经常被用在针对空间以及设备的探测上，通过对其热成像的分析进行监管，现有技术中，如申请号CN113674502A公开了“一种基于红外图像识别的探测系统”，并具体公开了：通过结合温度和形状对比，实现对各种异常红外辐射源的探测，具有探测范围广，提高探测精准度的效果；然而，上述技术中，主要采用红外探测和温度传感相结合的手段探测异常源，无法直观的定位显示异常处的坐标，而且，红外测温不同的温差异常时，设备单元可能存在不同的故障，上述技术不能评估故障，也无法判断潜在问题，探测防患效果不足，因此，本发明提出基于红外图像识别的探测系统以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出基于红外图像识别的探测系统，该基于红外图像识别的探测系统可以直观的了解异常的设备单元，以及其位置坐标，方便及时准确的排查。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：基于红外图像识别的探测系统，包括识别系统和探测模块，所述识别系统基于计算机，且识别系统包括图像处理系统、空间模型构建模块、时间流模块、空间温差计算模块、非均匀性校正模块和防盗报警模块，所述探测模块包括光学阵列、红外探测器、驱动板和数字信号处理板；
所述图像处理系统用于接收探测模块的数据信号并处理分析获得图像元素，所述空间模型构建模块用于构建具备位置坐标的探测空间模型，并输入图像处理系统分析的图像元素，所述时间流模块用于在空间模型的图像元素中实时打上时间戳，所述空间温差计算模块用于设定空间模型中各区域的对比阈值，并对比计算与实际探测的温差，所述非均匀性校正模块用于滤除红外图像中的非均匀性，所述防盗报警模块用于设定多级异常评估标准，以根据空间温差计算模块计算的温差判断异常类型，针对性发出多级警报。
进一步改进在于：所述图像处理系统与探测模块无线通讯连接，所述图像处理系统包括图像预处理模块、图像集构建模块，所述图像预处理模块采用空域像素特征去噪算法对采集的热成像图像进行降噪，并在计算机上进行显示，所述图像集构建模块用于对探测空间的热成像图像进行打包储存，并对空间内部各热成像设备单元打上位置坐标，构成热成像图像集。
进一步改进在于：所述空间模型构建模块包括探测空间影像收集系统、动态模型构建模块和数据导入模块，所述探测空间影像收集系统采用遥感摄像头采集所探测空间的内部影像以及空间内部设备单元的影像，所述动态模型构建模块根据探测空间影像收集系统收集的影像，利用Revit软件将参数进行拉伸立体化，再采用ContextCapture进行三维影像模型构建，并运用Revit、PKPM、3DsMax中的一种或多种软件在总体模型中将空间模型和内部设备单元模型进行分隔，使其具备独立性，从而构建探测空间的空间模型。
进一步改进在于：所述空间模型中，每个独立的设备单元模型对应实际具备位置坐标，所述数据导入模块根据位置坐标将热成像图像集中，探测空间的热成像图像输入空间模型中，并与内部的设备单元相互匹配。
进一步改进在于：所述时间流模块包括鉴相器、调频时钟发生器和环路滤波器，且时间流模块接入图像处理系统和探测模块的无线通讯中，提取无线通讯时所接受的数据中时钟的相位信息，并将其显示在空间模型中。
进一步改进在于：所述空间温差计算模块包括阈值设定模块、温差算法模块，所述阈值设定模块用于设定探测空间的红外探测温度范围，以及所有设备单元的红外探测温度范围，所述温差算法模块接入空间模型中，将空间模型中空间的热成型探测数据以及各种设备单元的热成像探测数据与阈值设定模块中设定的阈值分别对比，计算出各自的温差。
进一步改进在于：所述防盗报警模块包括多级评估标准模块、异常类型判断模块、多级警报设定模块、防盗判断模块和警报系统，所述多级评估标准模块用于设定以不同温差为标准的异常类型，该异常类型精确到不同设备单元的不同温差故障类型，所述异常类型判断模块接入空间温差计算模块，根据计算的温差，以多级评估标准模块和联网检索为依据，判断探测空间是否存在温度异常、判断所有设备单元是否存在故障以及根据此温差评估设备单元故障类型、评估潜在隐患，所述防盗判断模块用于在激活后，配合探测模块实时探测空间中是否进入人体热成像影像，从而进行防盗。
进一步改进在于：所述多级警报设定模块用于设定不同的警报类型，以报警的颜色分类，声音的频率进行区分，对异常类型判断模块、防盗判断模块所判断的不同异常进行不同的报警，所述报警系统用于无线通讯管理人员的手机app，在计算机上报警的同时，通过手机app远程警示。
进一步改进在于：所述光学阵列用于对外界目标物体不断福射的红外线进行聚焦，投射到红外探测器上，所述红外探测器在脉冲信号的承载作用下，对光信号被转移处理，最终转变为电信号，电信号经过积分放、采样，同时该信号与红外福射的能量成正比，在驱动电压与时序信号的作用下，转化为数字信号，并送达至驱动板，所述驱动板产生驱动信号，将数字信号进行处理，并将处理后的信号传给数字信号处理板，所述数字信号处理板将处理后的信号传给计算机，显示着包含温度信息的图像。
进一步改进在于：所述非均匀性校正模块接入图像处理系统中，且非均匀性校正模块采用单点温度定标法矫正热成像图像的非均匀性。
本发明的有益效果为：
1、本发明根据实际构建具备位置坐标的探测空间模型，并将红外热成像影像输入空间模型中，通过空间温差计算模块设定对比阈值，并对比计算与实际探测的温差，进行异常判断，在空间模块中，可以直观的了解异常的设备单元，以及其位置坐标，方便及时准确的排查。
2、本发明设定以不同温差为标准的异常类型，精确到不同设备单元的不同温差故障类型，由此，根据空间温差计算模块计算的温差，即可判断探测空间是否存在温度异常、判断所有设备单元是否存在故障以及根据此温差评估设备单元故障类型、评估潜在隐患，探测判断更加深入，囊括不同设备单元不同的故障类型以及潜在隐患，更加全面。
3、本发明以报警的颜色分类，声音的频率进行区分，对异常类型判断模块、防盗判断模块所判断的不同异常进行不同的报警，并无线通讯管理人员的手机app，使得警报效果根据特色时效性，方便管理人员快速判断管控。
4、本发明具备探测空间中是否进入人体热成像影像的功能，从而进行防盗，功能多样化。
附图说明
图1为本发明的组成图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
根据图1所示，本实施例提出了基于红外图像识别的探测系统，包括识别系统和探测模块，所述识别系统基于计算机，且识别系统包括图像处理系统、空间模型构建模块、时间流模块、空间温差计算模块、非均匀性校正模块和防盗报警模块，所述探测模块包括光学阵列、红外探测器、驱动板和数字信号处理板；
所述图像处理系统用于接收探测模块的数据信号并处理分析获得图像元素，所述空间模型构建模块用于构建具备位置坐标的探测空间模型，并输入图像处理系统分析的图像元素，所述时间流模块用于在空间模型的图像元素中实时打上时间戳，所述空间温差计算模块用于设定空间模型中各区域的对比阈值，并对比计算与实际探测的温差，所述非均匀性校正模块用于滤除红外图像中的非均匀性，所述防盗报警模块用于设定多级异常评估标准，以根据空间温差计算模块计算的温差判断异常类型，针对性发出多级警报。本发明通过探测模块获取探测空间的红外热成像影像，通过空间模型构建模块根据实际构建具备位置坐标的探测空间模型，红外热成像影像输入空间模型并具备时间戳，通过空间温差计算模块设定对比阈值，并对比计算与实际探测的温差，进行异常判断，在空间模块中，可以直观的了解异常的设备单元，以及其位置坐标，方便及时准确的排查。且探测判断更加深入，囊括不同设备单元不同的故障类型，更加全面。
所述图像处理系统与探测模块无线通讯连接，所述图像处理系统包括图像预处理模块、图像集构建模块，所述图像预处理模块采用空域像素特征去噪算法对采集的热成像图像进行降噪，并在计算机上进行显示，所述图像集构建模块用于对探测空间的热成像图像进行打包储存，并对空间内部各热成像设备单元打上位置坐标，构成热成像图像集。
所述空间模型构建模块包括探测空间影像收集系统、动态模型构建模块和数据导入模块，所述探测空间影像收集系统采用遥感摄像头采集所探测空间的内部影像以及空间内部设备单元的影像，所述动态模型构建模块根据探测空间影像收集系统收集的影像，利用Revit软件将参数进行拉伸立体化，再采用ContextCapture进行三维影像模型构建，并运用Revit、PKPM、3DsMax中的一种或多种软件在总体模型中将空间模型和内部设备单元模型进行分隔，使其具备独立性，从而构建探测空间的空间模型。所述空间模型中，每个独立的设备单元模型对应实际具备位置坐标，所述数据导入模块根据位置坐标将热成像图像集中，探测空间的热成像图像输入空间模型中，并与内部的设备单元相互匹配。使用时，通过空间模型构建模块根据实际构建具备位置坐标的探测空间模型，输入红外热成像影像，并具备时间戳，异常判断后，在空间模块中，可以直观的了解异常的设备单元，以及其位置坐标和当前的时间，方便及时准确的排查。
所述时间流模块包括鉴相器、调频时钟发生器和环路滤波器，且时间流模块接入图像处理系统和探测模块的无线通讯中，提取无线通讯时所接受的数据中时钟的相位信息，并将其显示在空间模型中。使得热成像影像具备时间标注的功能，保证时效性。
所述空间温差计算模块包括阈值设定模块、温差算法模块，所述阈值设定模块用于设定探测空间的红外探测温度范围，以及所有设备单元的红外探测温度范围，所述温差算法模块接入空间模型中，将空间模型中空间的热成型探测数据以及各种设备单元的热成像探测数据与阈值设定模块中设定的阈值分别对比，计算出各自的温差。根据温差判断故障。所述防盗报警模块包括多级评估标准模块、异常类型判断模块、多级警报设定模块、防盗判断模块和警报系统，所述多级评估标准模块用于设定以不同温差为标准的异常类型，该异常类型精确到不同设备单元的不同温差故障类型，所述异常类型判断模块接入空间温差计算模块，根据计算的温差，以多级评估标准模块和联网检索为依据，判断探测空间是否存在温度异常、判断所有设备单元是否存在故障以及根据此温差评估设备单元故障类型、评估潜在隐患，所述防盗判断模块用于在激活后，配合探测模块实时探测空间中是否进入人体热成像影像，从而进行防盗。本发明设定以不同温差为标准的异常类型，精确到不同设备单元的不同温差故障类型，由此，根据空间温差计算模块计算的温差，以多级评估标准模块和联网检索为依据，即可判断探测空间是否存在温度异常、判断所有设备单元是否存在故障以及根据此温差评估设备单元故障类型、评估潜在隐患，探测判断更加深入，囊括不同设备单元不同的故障类型以及潜在隐患，更加全面。
所述多级警报设定模块用于设定不同的警报类型，以报警的颜色分类，声音的频率进行区分，对异常类型判断模块、防盗判断模块所判断的不同异常进行不同的报警，所述报警系统用于无线通讯管理人员的手机app，在计算机上报警的同时，通过手机app远程警示。本发明以报警的颜色分类，声音的频率进行区分，对异常类型判断模块、防盗判断模块所判断的不同异常进行不同的报警，并无线通讯管理人员的手机app，使得警报效果根据特色时效性，方便管理人员快速判断管控。
所述光学阵列用于对外界目标物体不断福射的红外线进行聚焦，投射到红外探测器上，所述红外探测器在脉冲信号的承载作用下，对光信号被转移处理，最终转变为电信号，电信号经过积分放、采样，同时该信号与红外福射的能量成正比，在驱动电压与时序信号的作用下，转化为数字信号，并送达至驱动板，所述驱动板产生驱动信号，将数字信号进行处理，并将处理后的信号传给数字信号处理板，所述数字信号处理板将处理后的信号传给计算机，显示着包含温度信息的图像。
实施例二
根据图1所示，本实施例提出了基于红外图像识别的探测系统，包括识别系统和探测模块，所述识别系统基于计算机，且识别系统包括图像处理系统、空间模型构建模块、时间流模块、空间温差计算模块、非均匀性校正模块和防盗报警模块，所述探测模块包括光学阵列、红外探测器、驱动板和数字信号处理板；
所述图像处理系统用于接收探测模块的数据信号并处理分析获得图像元素，所述空间模型构建模块用于构建具备位置坐标的探测空间模型，并输入图像处理系统分析的图像元素，所述时间流模块用于在空间模型的图像元素中实时打上时间戳，所述空间温差计算模块用于设定空间模型中各区域的对比阈值，并对比计算与实际探测的温差，所述非均匀性校正模块用于滤除红外图像中的非均匀性，所述防盗报警模块用于设定多级异常评估标准，以根据空间温差计算模块计算的温差判断异常类型，针对性发出多级警报。本发明通过探测模块获取探测空间的红外热成像影像，通过空间模型构建模块根据实际构建具备位置坐标的探测空间模型，红外热成像影像输入空间模型并具备时间戳，通过空间温差计算模块设定对比阈值，并对比计算与实际探测的温差，进行异常判断，在空间模块中，可以直观的了解异常的设备单元，以及其位置坐标，方便及时准确的排查。且探测判断更加深入，囊括不同设备单元不同的故障类型，更加全面。
所述非均匀性校正模块接入图像处理系统中，且非均匀性校正模块采用单点温度定标法矫正热成像图像的非均匀性。单点温度定标法的前提假设：红外成像系统的工作环境温度稳定，红外福射均匀，探测单元的增益要很接近。在满足W上假设后，非均匀性可表示为：Y(x，y)＝S(x，y)+U(x，y)
其中(x，y)是像素点坐标，Y(x，y)是点(x，y)的输出图像信号，S(x，y)是没有噪声的原始信号，U(x，y)则是非均匀性，单点定标法的校正过程为：首先用黑体福射参考源照射目标物体，将采集到的带有背景的若干顿图像平均，得到均值图像。然后使用均值图像估算出非均匀校正参数。最后将校正参数存储，探测时用输入图像减去校正参数即可。
本发明通过探测模块获取探测空间的红外热成像影像，通过空间模型构建模块根据实际构建具备位置坐标的探测空间模型，红外热成像影像输入空间模型并具备时间戳，通过空间温差计算模块设定对比阈值，并对比计算与实际探测的温差，进行异常判断，在空间模块中，可以直观的了解异常的设备单元，以及其位置坐标，方便及时准确的排查。且本发明设定以不同温差为标准的异常类型，精确到不同设备单元的不同温差故障类型，由此，根据空间温差计算模块计算的温差，以多级评估标准模块和联网检索为依据，即可判断探测空间是否存在温度异常、判断所有设备单元是否存在故障以及根据此温差评估设备单元故障类型、评估潜在隐患，探测判断更加深入，囊括不同设备单元不同的故障类型以及潜在隐患，更加全面。同时，本发明以报警的颜色分类，声音的频率进行区分，对异常类型判断模块、防盗判断模块所判断的不同异常进行不同的报警，并无线通讯管理人员的手机app，使得警报效果根据特色时效性，方便管理人员快速判断管控。另外，本发明还具备探测空间中是否进入人体热成像影像的功能，从而进行防盗，功能多样化。最后，本发明采用单点温度定标法矫正热成像图像的非均匀性，修复红外图像上的条纹、崎变，提高质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.基于红外图像识别的探测系统，包括识别系统和探测模块，其特征在于：所述识别系统基于计算机，且识别系统包括图像处理系统、空间模型构建模块、时间流模块、空间温差计算模块、非均匀性校正模块和防盗报警模块，所述探测模块包括光学阵列、红外探测器、驱动板和数字信号处理板；
所述图像处理系统用于接收探测模块的数据信号并处理分析获得图像元素，所述空间模型构建模块用于构建具备位置坐标的探测空间模型，并输入图像处理系统分析的图像元素，所述时间流模块用于在空间模型的图像元素中实时打上时间戳，所述空间温差计算模块用于设定空间模型中各区域的对比阈值，并对比计算与实际探测的温差，所述非均匀性校正模块用于滤除红外图像中的非均匀性，所述防盗报警模块用于设定多级异常评估标准，以根据空间温差计算模块计算的温差判断异常类型，针对性发出多级警报。
2.根据权利要求1所述的基于红外图像识别的探测系统，其特征在于：所述图像处理系统与探测模块无线通讯连接，所述图像处理系统包括图像预处理模块、图像集构建模块，所述图像预处理模块采用空域像素特征去噪算法对采集的热成像图像进行降噪，并在计算机上进行显示，所述图像集构建模块用于对探测空间的热成像图像进行打包储存，并对空间内部各热成像设备单元打上位置坐标，构成热成像图像集。
3.根据权利要求2所述的基于红外图像识别的探测系统，其特征在于：所述空间模型构建模块包括探测空间影像收集系统、动态模型构建模块和数据导入模块，所述探测空间影像收集系统采用遥感摄像头采集所探测空间的内部影像以及空间内部设备单元的影像，所述动态模型构建模块根据探测空间影像收集系统收集的影像，利用Revit软件将参数进行拉伸立体化，再采用ContextCapture进行三维影像模型构建，并运用Revit、PKPM、3DsMax中的一种或多种软件在总体模型中将空间模型和内部设备单元模型进行分隔，使其具备独立性，从而构建探测空间的空间模型。
4.根据权利要求3所述的基于红外图像识别的探测系统，其特征在于：所述空间模型中，每个独立的设备单元模型对应实际具备位置坐标，所述数据导入模块根据位置坐标将热成像图像集中，探测空间的热成像图像输入空间模型中，并与内部的设备单元相互匹配。
5.根据权利要求4所述的基于红外图像识别的探测系统，其特征在于：所述时间流模块包括鉴相器、调频时钟发生器和环路滤波器，且时间流模块接入图像处理系统和探测模块的无线通讯中，提取无线通讯时所接受的数据中时钟的相位信息，并将其显示在空间模型中。
6.根据权利要求5所述的基于红外图像识别的探测系统，其特征在于：所述空间温差计算模块包括阈值设定模块、温差算法模块，所述阈值设定模块用于设定探测空间的红外探测温度范围，以及所有设备单元的红外探测温度范围，所述温差算法模块接入空间模型中，将空间模型中空间的热成型探测数据以及各种设备单元的热成像探测数据与阈值设定模块中设定的阈值分别对比，计算出各自的温差。
7.根据权利要求6所述的基于红外图像识别的探测系统，其特征在于：所述防盗报警模块包括多级评估标准模块、异常类型判断模块、多级警报设定模块、防盗判断模块和警报系统，所述多级评估标准模块用于设定以不同温差为标准的异常类型，该异常类型精确到不同设备单元的不同温差故障类型，所述异常类型判断模块接入空间温差计算模块，根据计算的温差，以多级评估标准模块和联网检索为依据，判断探测空间是否存在温度异常、判断所有设备单元是否存在故障以及根据此温差评估设备单元故障类型、评估潜在隐患，所述防盗判断模块用于在激活后，配合探测模块实时探测空间中是否进入人体热成像影像，从而进行防盗。
8.根据权利要求7所述的基于红外图像识别的探测系统，其特征在于：所述多级警报设定模块用于设定不同的警报类型，以报警的颜色分类，声音的频率进行区分，对异常类型判断模块、防盗判断模块所判断的不同异常进行不同的报警，所述报警系统用于无线通讯管理人员的手机app，在计算机上报警的同时，通过手机app远程警示。
9.根据权利要求8所述的基于红外图像识别的探测系统，其特征在于：所述光学阵列用于对外界目标物体不断福射的红外线进行聚焦，投射到红外探测器上，所述红外探测器在脉冲信号的承载作用下，对光信号被转移处理，最终转变为电信号，电信号经过积分放、采样，同时该信号与红外福射的能量成正比，在驱动电压与时序信号的作用下，转化为数字信号，并送达至驱动板，所述驱动板产生驱动信号，将数字信号进行处理，并将处理后的信号传给数字信号处理板，所述数字信号处理板将处理后的信号传给计算机，显示着包含温度信息的图像。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的基于红外图像识别的探测系统，其特征在于：所述非均匀性校正模块接入图像处理系统中，且非均匀性校正模块采用单点温度定标法矫正热成像图像的非均匀性。
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| CN202211018250.9A CN115389027A (zh) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | 基于红外图像识别的探测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211018250.9A CN115389027A (zh) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | 基于红外图像识别的探测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN115389027A true CN115389027A (zh) | 2022-11-25 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211018250.9A Pending CN115389027A (zh) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | 基于红外图像识别的探测系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117490838A (zh) * | 2024-01-03 | 2024-02-02 | 成都善思微科技有限公司 | 一种高可靠性的平板探测器数据采集方法、系统及计算机 |
-
2022
- 2022-08-24 CN CN202211018250.9A patent/CN115389027A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117490838A (zh) * | 2024-01-03 | 2024-02-02 | 成都善思微科技有限公司 | 一种高可靠性的平板探测器数据采集方法、系统及计算机 |
| CN117490838B (zh) * | 2024-01-03 | 2024-03-19 | 成都善思微科技有限公司 | 一种高可靠性的平板探测器数据采集方法、系统及计算机 |
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