CN1825075B - 检测热异常的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于检测人和/或家畜的热异常的系统和方法。在一个实施例中，该系统包括捕获筛检区域中入射光的可视图像的图像捕获元件，所述图像捕获元件还可操作用来确定被捕获图像中的第一坐标，如人眼的位置。该系统还包括可操作用来捕获筛检区域中入射辐射的热图像的辐射捕获元件，所述辐射捕获元件还可操作用来基于被捕获的光图像中的第一坐标确定被捕获的热图像中的分析区域。最后，该系统包括处理元件，用于确定有关分析区域的热特性。因此，如果热特性对应于报警事件，则警报就会被触发并且人或动物可以被隔离做进一步的体检。

Description

检测热异常的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于检测热异常的系统和方法。

背景技术

检测人群中的传染病(例如严重急性呼吸系统综合症(SARS))是对于防止这种疾病的传播极其重要的第一步。传染病可以很容易地在例如机场和工作车间的高人流地区传播，并且由于在这种地方活动繁忙以及交通路线或人群分散，使传染病难以检测。最近对于控制SARS和其他传染病的传播所花费的精力促使公共卫生官员们去开发快速筛检方法以发现具有体温升高的特殊症状的个体，体温升高对于一些传染病是共同的。如果出现体温升高(即发烧)的个体可以在其登机或进入工厂之前被识别，则下一步的体检就可以只针对被识别出的个体，从而节省了时间和精力，否则这些时间和精力就会被对健康的个体做进一步的体检所浪费掉。

因为高烧是SARS和其他传染病的症状，所以过去的体检系统已经使用热成像照相机作为当个体经过检测点时快速识别体温升高的潜在个体的装置。在识别可能携带传染病的人的工作中，世界上一些地方的卫生保健官员已经采用热成像照相机来试图测量和分析经过高风险地区的个体的皮肤温度。然后，出现皮肤温度升高的个体被隔离做进一步的评估以确定病因。

图1是可以被用来检测经过筛检区域的人101可能存在的皮肤温度升高或其他热异常的传统的热检测系统100。系统100包括热成像照相机110，其监视着要被筛检的人101规律性地经过的筛检区域。个体的热像151可以被热成像照相机110捕获并显示在监视器150上。热像151的显示可以被校准以使得在正常人体温度(98.6°F)上下的最细微的温度偏差被显示在监视器150上，在识别可能存在的传染病携带者的工作中，监视器150被健康筛检者(未示出)监视。因此，健康筛检者可以要求温度高于正常温度的人进行附加的体检来确定病因。

热检测系统100利用热辐射和热成像的特性，因为所有高于绝对零度(0开)的物体都至少会发射某种红外辐射。虽然红外辐射对人眼是不可见的，但是它能够被热成像照相机110检测并显示。热成像照相机110检测到物体发出的红外辐射并且将其转换成监视器150上的单色的或多种色彩的图像，其中各种阴影或颜色表示检测到的热图案。如果被校准到人体温度范围，则发出对应于超过98.6°F的温度的辐射的任何物体可以用黄色、橘色和红色的阴影显示，与物体的温度比校准基线高多少相一致。同样的，发出对应于低于98.6°F的温度的辐射的任何物体可以用蓝色、绿色和紫色的阴影显示，与物体的温度比校准基线低多少相一致。

例如，没有发烧(即人的皮肤温度为正常温度98.6°F)的人101在监视器150上被显示为中性的颜色(比如白色)，而人的衣服或头发将呈现蓝色、绿色或紫色。如果人101实际上确实发高烧，则人暴露出来的皮肤(特别是人的前额)将趋向于黄色、橘色和红色的阴影，因为他们皮肤的温度一般是高于校准基线的。这样，监视监视器150的健康筛检者就可以识别出发烧的人101并隔离那个人101做进一步的体检。

图1中的传统的热检测系统100伴随着几个问题。具体而言，一个问题在于健康筛检者必须保持不断地寻找监视器150上指示较高温度的颜色偏差。因此，如果被体检的人101正拿着一杯热咖啡，则咖啡杯就可能呈现黄色、橘色或红色并且健康筛检者将不得不在图像中的咖啡和对应于人暴露的皮肤或脸的其他区域之间辨别。任意量的其他物体也可能由于物体(例如膝上型计算机、手机、汉堡包等)呈现的温度高于校准基线的温度而呈现黄色、橘色或红色，这也必须由监视监视器150的健康筛检者辨别。因此，健康筛检者必须在繁忙的筛检区域一直格外努力地不断工作。

传统热检测系统100的其他问题包括为了准确的处理温度数据需要热成像照相机110捕获的几个帧的数据。用这种传统系统100获得准确的温度需要人101在采集数据时保持长达几秒钟的静止。而且，热成像照相机110可能具有温度测量的准确度限制。一般的温度测量的准确度规格为目标温度的±2％或±4°F的较大者。考虑到这个，具有98.6°F的正常体温的人101可能被显示为高达102°F(发烧)，而真正发烧的人可能被显示为低达95°F(低于正常温度)。

另一个问题是健康筛检者的注意力可能被分散以至于发烧的人实际上被健康筛检者遗漏了，因为人的误差总是一种因素。其他问题包括戴帽子的人不能被正确的筛检，穿过筛检区域时人的脸转动背离了热成像照相机，以及健康筛检者由于对热图像的错误解释而发生的人为错误。简单地说，图1的传统热检测系统100满是由于人为误差可能出现的失败之处，导致其在处理如SARS这样的传染病时不是很好的体检系统。

发明内容

本发明的实施例针对用于检测人和/或家畜的热异常的系统和方法。所述系统包括捕获筛检区域内的可视的入射光图像的图像捕获元件，该图像捕获元件还可操作用来确定被捕获图像中的第一坐标，比如人眼的位置。所述系统还包括可操作用来捕获筛检区域内的入射辐射的热图像的辐射捕获元件，该辐射捕获元件还可操作用来根据在被捕获光图像中的第一坐标确定被捕获热图像中的分析区域。最后，该系统包括为确定关于分析区域的热特性的处理元件。因此，如果分析区域的热特性对应于报警事件时，例如超过指示人发烧的98.6°F的临界水平，则警报可被触发并且被筛检出的人或动物可以被隔离做进一步的体检。

所述方法和系统的一个目的是为了在筛检过程中确定一只或两只眼睛的位置。通过确定眼睛的位置，分析热特性的区域量可以大大减少。就是说，一旦在可视数据图像中确定了眼睛的位置，就可以对相应的热图像数据中的被称为分析区域的特定的更小的区域进行热异常分析，所述分析区域位于眼睛上方(即前额)或眼睛周围(即鼻翼和前额)。这样，只需要检查热图像的相关部分，而不是检查整个热图像以找出升高的温度。因此，获得了两个方面的改进：要检查的绝对数据量大大减少，这使得计算次数更少并且更接近于实时分析；并且其他热的物体(即咖啡、膝上型电脑)将不在分析区域内不会触发错误警报。

附图说明

通过参考下面结合附图的详细描述，本发明的前述方面和许多附带的优点将变得更容易理解，在附图中：

图1是可以用于检测在经过筛检区域的人中可能存在的皮肤温度升高或其他热异常现象的传统热检测系统的框图；

图2是根据本发明实施例的用于检测例如人体皮肤温度升高的热异常的热检测系统的框图；

图3是根据本发明实施例的图2的眼睛检测子系统的框图；

图4是根据本发明实施例的图2的热成像子系统的框图；

图5是根据本发明实施例的图2的信息处理子系统的框图；

图6是根据本发明实施例的用于检测人或家畜的热异常的方法的流程图；以及

图7是根据本发明实施例的具有作为图2的异常检测系统的触发系统的ID卡阅读器的热异常检测系统700的框图。

具体实施方式

下面给出的讨论使得本领域技术人员能够制造和使用本发明。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，这里所描述的一般性原理可以被用于除上面详细描述的以外的实施例和应用中。本发明不希望被局限于所示出的实施例中，而是应给予与这里所公开或提出的原理和特征相一致的最宽的范围。

图2是根据本发明实施例的用于检测例如人体皮肤温度升高的热异常的热异常检测系统200的框图。一般的，系统200可以被用于筛检例如体温升高(即发烧)以及类似的热异常的人或家畜。虽然本申请中的示例和特征一般指被筛检的人，但是该系统和方法也可以用于动物，包括例如牛和小鸡的家畜。

系统200可以包括照相机模块200、处理模块220、报警器245和监视器240，照相机模块200用于捕获有关被筛检的人201的可视数据和热数据，处理模块220用于接收并处理被照相机模块200捕获的数据，监视器240用于显示数据和/或报警器状态。这些元件中的每一个都在下面关于各个元件的使用的上下文中进行了更详细的描述。

总的看来，图2的系统200一般被校准为在例如机场或工厂检测点的高人流位置的指定的筛检区域提供体检。这样，当人201经过筛检区域时，有关每个人的数据被照相机模块205收集。虽然未在图2中示出，但是系统200也可以被用于筛检经过检测点区域的家畜。数据可以包括可视图像数据(例如简单的图片)和热图像数据(例如红外“热”图片)，并且在数据被捕获以后将其传送到处理模块220。处理模块220接收数据并且根据数据的类型在特定的子系统里处理数据。就是说，可视图像数据一般由眼睛检测子系统250处理以确定被捕获图像的特定的可视特性。同样地，热图像数据由热成像子系统260处理以确定被捕获图像的特定的热特性。该被处理过的数据被传送到信息处理子系统231以确定是否存在热异常，即检测皮肤温度的升高。这样，如果检测到热异常，则报警器245就会被激活并且/或者被检测到的热异常被显示在监视器240上。在对上而简单讨论过的热异常检测系统200的元件进行详细讨论之后，下面会参考图6对这个过程和方法进行更详细的描述。

如上面背景技术部分所讨论的，例如人201的个体一般要经过被指定为筛检有特定健康问题的人的指定筛检区域。更具体地说，需要检查经过用于检查皮肤温度是否升高的指定筛检区域的每个人201，因为皮肤温度升高可能是某些传染病的症状。这样，当人201进入筛检区域时，可将照相机系统205聚焦到这个人的脸上和/或身体上以捕获这个人201的可视图像的和热图像。

如上面简单讨论的，照相机模块205从人201上收集的数据包括两组数据。第一组数据包括人201的视图的可视图像，其可被用于确定某些可视特性，例如在被捕获的视图内的人眼的位置。第二组数据包括相同视图的人201的热图像，其可被用于确定某些热特性，例如在被捕获的视图内人的皮肤温度。下面会就图3和图4对被捕获数据的处理进行更详细的描述。

图2中的照相机模块205包括可用于捕获来自指定筛检区域内的人201的可视数据和热数据的照相机210。被捕获的可视数据和热数据与有关筛检区域内的物体的可视特性和热特性相关联。一般的，照相机210包括两条入射光的光路。第一光路(未详细示出)可以将可见光范围内的入射光(即可视数据的可视图像)聚焦到第一图像捕获装置(未详细示出)，而第二光路(也未详细示出)可以把红外范围的光(即热数据的热图像)聚焦到第二图像捕获装置(也未详细示出)。

每个图像捕获装置一般可以是电荷耦合装置(CCD)成像仪或互补金属氧化物半导体(CMOS)成像仪，但是每个图像捕获装置可以是任何能够捕获处理模块220所用的可视数据和热数据的装置。总的来说，CMOS成像仪比CCD成像仪便宜，并且在某些情况下，CMOS器件在红外/近红外波长处具有比CCD成像仪更好的灵敏度。以这种方式捕获可视图像数据和热图像数据在本领域是公知的，这里将不再进行讨论。

在没有示出的另一实施例中，照相机模块205可以包括两个照相机210，其中每个照相机210专用于其特定的数据捕获任务。就是说，照相机模块205可以包括捕获可视数据的第一可视成像照相机和捕获热数据的第二热成像照相机。因此，在这个实施例中，每个照相机都是照相机模块205中专用于捕获其各自类型的数据的独立的设备。

在另一实施例中，照相机模块205可以包括仅仅具有单一光路和单一图像捕获装置的一个照相机210。但是，在这个实施例中，附加的开关电路使得图像捕获装置能够采用双捕获模式，其中在重复的两步捕获过程期间，在第一步中图像捕获装置被设置为捕获可视数据，可视数据被捕获，然后在第二步中图像捕获装置被设置为捕获热数据，热数据被捕获。同样，使用图像捕获装置捕获可视数据和热数据在本领域中是公知的，这里将不再讨论。

当照相机模块205收集到可视数据和热数据时，所述数据被传送到数据线211上的处理模块220。数据线211一般可以是照相机模块205和处理模块220之间的串行通信链路，但是也可以是另一类型的通信介质，例如并行通信链路，以太网链路、无线传输链路等。根据数据的类型，数据被各个子系统的处理模块220接收。就是说，可视数据被眼睛检测子系统250接收，热数据被热成像子系统260接收。或者，数据可以经由照相机模块接口(未示出)直接传送到处理模块220中的本地系统总线221(其耦合到控制总线221的处理器上)。

处理模块220一般包括控制处理模块220中的数据的接收、处理和传送的中央处理单元230(CPU)。一般的，CPU 230经由系统总线221控制各个其他的模块、存储器和子系统。这样，CPU 230可以直接地或者通过系统总线221协调和控制在眼睛检测子系统250中的可视数据的接收以及在热成像子系统260中的热数据的接收。

处理模块220还可以包括信息处理子系统231，其用于处理和分析分别由眼睛检测子系统250和热成像子系统260接收的可视数据和热数据。信息处理模块231也耦合到系统总线221上并且可以由CPU 230控制。处理模块220可以包括耦合到系统总线221并且可以由CPU控制来存储程序、子程序、被捕获的数据以及经处理的数据的存储器232。

一旦可视数据和热数据被捕获、处理并分析(下面会详细描述)了以后，CPU 230就可以经由显示接口233协调数据在监视器240上的显示241。而且，CPU 230可能确定出该分析对应于报警事件，然后激活耦合到系统总线221的报警器245。

上述子系统彼此相结合进行工作以通过监视热异常来为人或家畜提供体检。热异常可以是皮肤温度升高、皮肤温度非常低或者任何其他测定结果，即在被检测的一只眼睛或一组眼睛周围的区域被确定为其温度在正常范围(如对于人来说98.6°F±1°)之外。一旦检测到热异常就可以触发报警器245或某个进一步的指示(显示在监视器240上)，指示被筛检出的个体应当被隔离做进一步的检查。下面会更详细地分别描述这些子系统。

图3是根据本发明实施例的图2的眼睛检测子系统250的框图。虽然在图3中显示为单独的子系统，但是本领域技术人员应当理解这里所描述的眼睛检测子系统250的功能可以在单机计算环境、分布式计算环境和/或联网的计算环境中实现。这样，即使图2中的眼睛检测子系统250显示为整个都在处理模块220中，但是应当理解这不是对本发明的一个限制，因为眼睛检测子系统250仅仅指被设计为捕获和处理可视图像数据的一组元件，并且可以被称为图像捕获元件或子系统。

眼睛检测子系统250的一个目的在于，在筛检期间确定人或动物的特定特征的位置，例如一只或两只眼睛。这些特征(也可以被称为关注点)一旦被识别，就有助于缩窄辐射检测区域或者简单的说是分析区域(下面将对其描述)。在这个实施例中，通过确定眼睛的位置，分析热特性的区域的量就可以大大减少。就是说，一旦在可视数据图像中确定了眼睛的位置，就可以对相应的热图像数据中的被称为分析区域的特定的更小的区域进行热异常分析，所述分析区域在眼睛上(即前额)的或眼睛周围(即鼻翼和前额)。这样，只需要检查热图像的相关部分，而不是为找出升高的温度而检查整个热图像。因此，获得了两个方面的改进：要检查的绝对数据量大大减少使得计算次数更少并且更接近于实时分析；并且其他热的物体(即咖啡、膝上型电脑)将不在分析区域内不会触发错误警报。

一般而言，为了确定人眼的位置，要使用某种类型的检测器或成像仪来捕获有关人脸的两组可视数据。然后，可以将这两组数据彼此对照分析以辨认出人眼的位置，因为人眼与入射光相互作用的方式略微不同于其他物体与入射光相互作用的方式。实际上，当人眼睁开时，人脸的两幅有略微不同的图像之间的差异将突出眼睛的瞳孔，因为来自人视网膜的漫反射仅仅在轴上(on-axis)图像中被检测(即直视人眼会产生很强的瞳孔信号，其在传统的闪光照相中常常被称为“红眼”)。这样，当人脸的直视图像(即“轴上”图像)与略微“偏轴(off-axis)”的图像对比时，其他的面部和环境特征大部分被抵消掉了，只留下瞳孔330为差分图像340中的显著特征。这可以在图3中的差分图像340中清楚的看到，人眼330是可视图像中唯一留下的面部特征。

这样，在图3中所示出的画面中，眼睛检测子系统250可以包括轴上设备311以及偏轴设备310，它们被用于产生两组可视数据，这两组可视数据可以产生为确定人眼的位置所需要的差分图像340。下面在各种不同的实施例中将会描述，轴上设备311和偏轴设备310可以是单机的照相机、协同工作的照相机系统、单个的成像检测器、光源或者它们的任意组合。

在获取来自人眼视网膜的差分反射中的关键原理是视网膜的反射率取决于光源和检测器之间的角度(这个角度可以被称为光照角度)。光源相对于图像传感器的位置受到另外的条件的影响。为了实现成功地对图像做差分得到与反射视网膜相对应的点，视场中的剩余物(包括人脸、衣服和周围环境)需要在两种不同的光照角度下具有非常相似的光照轮廓。例如，不希望来自单侧轴上光源的照射产生的阴影与第二偏轴光源产生的阴影有很大的不同是不合要求的。

这样，在一个实施例中，轴上设备311可以是使用轴上入射光源的成像检测器，而偏轴设备310可以是使用偏轴入射光源的成像检测器。光从人脸反射(尤其是由于视网膜效应而从人眼反射)的方式的差异足以将人眼与差分图像340中的任何其他物体区分开来。

在另一实施例中，设备310和311可以使用不同波长的光。例如，第一设备310可以是使用800nm的入射光源的成像检测器，而第二设备311可以是使用950nm的入射光源的成像检测器。为了消除运动人为因素，如果两个图像可以通过例如波长或偏振态的某个光特性进行区分，则这两个图像可以同时被收集。从第一光源发出的光可以是与从第二光源发出的光不同波长的。这样，光可以基本上同时发出。在一个这样的实施例中，产生最强的视网膜返回的波长被第一光源(与轴上设备311相关联的光源，不管该光源实际上是否在轴上)使用，且两个波长中的另一个被第二光源(与偏轴设备310相关联的光源)使用。在传统的硅基检测器中测量，视网膜返回信号一般在800纳米(nm)波长处比950nm波长的更强，因此在这种情况下需要将较短的波长与轴上设备311相关联。这样，入射光源波长的微小差异就足以将人眼与差分图像340中的任何其他物体区分开来了。

根据本发明的一个实施例，差分图像340由使用轴上光源和偏轴光源所生成的图像之间的差异而产生。通过求图像之间的差，当人眼挣开的时候，相对较亮的点(即人眼330)将保持与相对较暗的背景相对立。可能会有人眼的其他特征的遗迹保留在背景中；但是，总的来说，与背景相对比，人眼330将突出出来。当眼睛闭上或几乎闭上时，在差分图像340中将没有亮点。

在图3中，人205被示为直接面对眼睛检测子系统250。但是，人205可以在相对于系统250的其他方向面对系统250。在人205正在看的方向和轴之间形成的角度被称为凝视角。前面定义的轴上和偏轴角不随凝视角变化。视网膜返回对凝视角的敏感性相对较弱。这样，人205的头和眼睛可以相对于眼睛检测子系统250频繁地移动，而不会对眼睛检测子系统250的效率和可靠性产生太大影响。

在其他实施例中，单个检测器可以与三个光源一起使用。在一个这样的实施例中，第一光源与检测器同轴，并且第二和第三光源处在与检测器成两个不同偏轴角度的位置。在这个实施例中，第一和第二光源可被依次使用以获得一个差分图像，并且第一和第三光源可以被用来获得单独的差分图像。使用这些单独的差分图像有助于在视网膜返回和眩光(glare)之间进行区分。一般的，在单独的差分图像中，视网膜返回几乎是相同的，而眩光却不总是相同的，因为在第二光源的照射下的眩光不一定与在第三光源照射下的眩光相同。

不论用什么方法来捕获两组可视数据，眼睛330都通过在两幅图像之间求差来定位。该处理通常可以总结为确定亮点是否存在于差分图像中。可以利用相当精密的处理技术来分析图像；但是不需要使用这些处理。因此，眼睛检测子系统250的处理需求量可以被减少。另外，由于处理的重复性，眼睛检测子系统就可以利用定制的专用集成电路(ASIC)等等。或者，对于CMOS检测器，可以在与传感器相同的芯片上执行图像处理。在这些情况的任何一种下，都可以快速且廉价的完成图像处理。

一旦眼睛330的位置被确定并且分析区域被确立了以后，热成像子系统260就可以仅仅捕获有关分析区域的热图像数据。

图4是根据本发明实施例的图2的热成像子系统260的框图。同样，虽然在图4中被示为单独的子系统，但是本领域的技术人员可以理解这里所描述的热成像子系统的功能可以在单机计算环境、分布式计算环境和/或联网的计算环境中实现。这样，即使图2中的热成像子系统260被显示为整个都在处理模块220中，但是应当理解这不是对本发明的一个限制，因为热成像子系统260仅仅指被设计为捕获和处理热图像数据的一组元件，并且可以被称为辐射捕获元件或子系统。

热成像子系统260包括可以是图2的照相机模块205的一部分的热成像照相机410。一般来说，热成像照相机410捕获例如热图像440的人205的热图像，然后该热图像还可以与差分图像340结合起来使用以分析和检测热异常。热图像440包括人脸的热表像430，其对应于被眼睛检测子系统250捕获的可视图像。这样，为了使来自热图像440的信息与差分图像340相关，热成像照相机一般被置于非常接近于眼睛检测子系统250的图像捕获装置的位置。而且，热成像照相机可以是与可视图像照相机一体的，利用两个光路或切换周期。

被眼睛检测子系统250收集的数据(即识别出了被检测眼睛330的X-Y坐标的差分图像340)和被热成像子系统收集的数据(即热图像440)被传送给信息处理子系统(图2的230)。信息处理子系统231获取该数据并使差分图像的X-Y坐标与热图像440上的区域相互关联。这样，只有所述X-Y坐标周围的数据需要被分析。

图5是根据本发明实施例的图2的信息处理子系统所使用的结果分析图像540的图示。可以看到，只有分析区域530具有所示出的任意热图像数据。这样，信息处理子系统231就只需要分析分析区域530来检查热异常。

多种热异常可以触发报警事件。例如，如果在分析区域530中的任一点处的温度超过了临界值(例如99.6°F)，就会触发报警。又例如，整个分析区域都可以被分析温度并且如果平均温度超过了临界值，则触发报警。另外，平均温度可以是基于处理的若干次在先迭代而计算的动态平均，以获得更准确的结果。其他热异常包括检测高温而不考虑眼睛，检测分析区域530中的非常低的温度。还有其它的热异常可以被检测，但是为了简单起见这里就不再讨论了。

图6是根据本发明实施例的检测人或家畜的热异常的方法的流程图。应当理解图6中流程图的方法是为了检测热异常的许多预期方法中的一个并且应当认识到这里所描述的方法不限于使用本发明的系统。

该方法开始于步骤601，其中热异常检测系统(例如图2的系统200)被启动并且被设置为监视热异常的筛检区域。这样的筛检区域可以是在机场或工厂的检测点，其被安排以使得经过筛检区域的人可以面对照相机模块以收集有关所有经过的人的可视数据和热数据。结果，在步骤603中，眼睛检测子系统接收到被照相机模块收集的可视数据并且形成如前面所描述的接收到的可视数据的差分图像。该系统可以连续不断地通过分析步骤603中被眼睛检测子系统收集到的可视数据来检查人的出现。如果一组眼睛或甚至是一个眼睛被眼睛检测子系统检测到，则该方法就继续往下收集来自筛检区域的另外的热数据。如果没有检测到人，即没有检测到眼睛，则为了获得连续的检测，该过程回到步骤603以再次收集可视数据。或者，该系统可以被建立以使得可以检测到ID卡以激活该过程的余下部分。这样，人可以插入触发热检测处理的ID卡，因为ID卡的存在表示有人在筛检区域内等待分析。

当眼睛检测子系统检测到一个或多个眼睛，或者检测到ID卡存在时，该过程就同时收集来自筛检区域的热数据(步骤621)并且确定被检测眼睛的位置的X-Y坐标(步骤607)。然后分别在步骤623和613中把热数据和X-Y坐标数据传送到信息处理子系统。或者，所有的可视数据都可以被传送给信息处理子系统以使得信息处理子系统产生差分图像并且确定眼睛的X-Y坐标。

在步骤625中，信息处理子系统根据从收集到的可视数据接收到(或产生)的X-Y坐标确定分析区域。如前面所描述的，分析区域可以是被热成像子系统收集的热图像中单一的点、周围的区域或者其他子集。确定了分析区域以后，在步骤627中信息处理子系统就可以确定分析区域的温度特性了。这样，在步骤629中就可以确定任何热异常的存在了。如果没有确定热异常，则该过程回到步骤603来检查下一个检测到的眼睛或ID卡。然而，如果确定了热异常，例如在分析区域有很高的平均温度，则该过程就可以在步骤631中设置热警报并且一直保持警报状态直到被系统看护者重置。

图7是根据本发明实施例的具有作为图2的异常检测系统的触发系统的ID卡阅读器的热异常检测系统700的框图。该系统包括耦合到处理模块720的ID卡阅读器707。与上面就图2的系统200而言的情况一样，系统700还包括耦合到处理模块的照相机模块705。该系统还可以包括耦合到处理模块的监视器740和报警器745。

有了这样的系统，具有ID卡702的人701就可以进入筛检区域并且把ID卡插入到ID卡阅读器707中。ID卡的插入可以触发照相机模块705以收集人的可视数据和热数据，如前所述。然后，可视数据和热数据可以被传送到处理模块720进行热异常分析。该分析可以被显示在监视器上并且/或者如果检测到热异常则可以触发报警器745。这样，人就可以通过插入的ID卡识别并且被要求进入第二筛检区域以确定被检测到的热异常的原因。

ID卡阅读器707可以是任何能够识别在筛检区域中的人或动物的识别设备。在另一实施例中，识别设备可以是被附着于动物上的射频标签或芯片。这样，例如母牛和小鸡的家畜可以用识别设备标记并且在把动物装上卡车等之前在筛检区域中对其进行筛检。

本发明可以有各种修改和替代结构，本发明的某些被演示的实施例显示在附图中并且前面已经详细描述过。但是，应当理解并不是想要把本发明限制为所公开的特定形式，而恰恰相反，本发明覆盖落在本发明的精神和范围内的所有修改、替代结构和等同物。

Claims (19)

1.一种使用可视图像中特征的位置在热图像的分析区域中检测热异常的系统，所述系统包括：

图像捕获元件，用于捕获筛检区域中入射光的所述可视图像；

辐射捕获元件，用于捕获筛检区域中入射辐射的所述热图像；以及

处理器，其耦合到所述图像捕获元件和所述辐射捕获元件，所述处理器用于识别所述可视图像中的所述特征，用于确定由所述筛检区域中的所述特征的位置，并且用于使用所述特征的所述位置建立所述分析区域的位置，所述分析区域是所述筛检区域的子集以致所述分析区域的所述位置临近所述特征的所述位置，且所述分析区域不包括所述特征，其中所述处理器仅检测所述分析区域中的温度特性。

2.如权利要求1所述的系统，其中在所述图像中捕获的所述特征包括人眼。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述分析区域包括所述人眼周围的区域。

4.如权利要求2所述的系统，其中所述分析区域包括在所述人眼上方的区域。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述特征是动物的眼睛，并且其中所述动物是家畜。

6.如权利要求1所述的系统，其中如果所述分析区域中的辐射超过了预定临界值则所述处理器产生信号。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述预定临界值包括对应于大约华氏温度98.6°的临界辐射值。

8.一种用于检测热异常的方法，所述方法包括：

捕获筛检区域中的图像，所述图像具有可视特性和热特性；

识别所述被捕获图像中的特征的位置，所述特征对应于所述图像中眼睛；

基于对应于所述眼睛的所述特征的所述位置通过定位所述筛检区域的范围中的分析区域确定所述被捕获图像中的所述分析区域以致所述分析区域和所述特征互不相容；以及

确定仅所述分析区域中的至少一个热特性。

9.如权利要求8所述的方法，其中捕获所述图像还包括从多个视点捕获所述图像，所述视点包括用于捕获所述图像的第一组可视特性的第一视点、用于捕获所述图像的第二组可视特性的第二视点以及用于捕获所述图像的一组热特性的第三视点。

10.如权利要求9所述的方法，其中识别所述特征的位置还包括将来自所述第一视点的所述第一组可视特性与来自所述第二视点的所述第二组可视特性对比以产生只示出所述特征的差分可视图像。

11.如权利要求8所述的方法，其中确定所述分析区域还包括将所述分析区域确定为所述眼睛周围包括与所述眼睛相关联的前额的区域。

12.如权利要求8所述的方法，其中确定所述分析区域中的所述至少一个热特性还包括确定所述分析区域中的热辐射超过临界辐射水平。

13.如权利要求12所述的方法，还包括确定所述热辐射超过对应于平均人体温度的临界水平。

14.如权利要求12所述的方法，还包括确定所述热辐射超过对应于平均动物体温的临界水平。

15.如权利要求12所述的方法，还包括如果所述热辐射临界值被超过则启动报警。

16.一种热异常检测系统，包括：

图像捕获元件，可操作用来捕获筛检区域中入射光的可视图像，所述图像捕获元件还可操作用来捕获具有特征的图像，所述特征具有与所述被捕获的图像中的所述特征相关联的坐标；

辐射捕获元件，可操作用来捕获所述筛检区域中入射辐射的热图像，所述热图像包括作为所述筛检区域的子集的分析区域，所述分析区域的位置基于在所述被捕获的可视图像中捕获的所述特征的坐标；

处理器，可操作地耦合到所述图像捕获元件和所述辐射捕获元件，所述处理器可操作用来确定与所述特征相关联的所述坐标的位置，并且可操作用来基于所述特征的位置确定所述分析区域，所述筛检区域中所述分析区域的所述位置对应于且不包括所述特征；以及

识别设备阅读器，所述识别设备阅读器可操作地耦合到所述处理器并且可操作用来阅读识别卡以启动所述图像捕获元件和所述辐射捕获元件的图像捕获，

其中所述处理器仅检测所述分析区域中的温度特性。

17.如权利要求16所述的系统，还包括监视器，所述监视器可操作地耦合到所述处理器并且可操作用来显示所述被捕获的可视图像和被捕获的热图像。

18.如权利要求16所述的系统，还包括门，所述门可操作地耦合到所述处理器并且可操作为如果所述处理器确定在所述被捕获的热图像中没有热特性超过预定的辐射临界水平则自动打开，并且所述门可操作为如果所述处理器确定在所述被捕获的热图像中至少一个热特性超过了所述预定的辐射临界水平则保持关闭。

19.如权利要求18所述的系统，还包括报警系统，所述报警系统可操作地耦合到所述处理器并且当所述被捕获的热图像中至少一个热特性超过了所述预定的辐射临界水平时可操作地显示可视警报并且激活可以听得到的警报。

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