JP2762321B2 - Thermal image measurement method and device - Google Patents
Thermal image measurement method and deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、温度画像測定時に量子
化誤差を低減させて常に高精度の温度測定をおこなうこ
とができる温度画像測定法およびその測定に用いる温度
画像測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature image measuring method and a temperature image measuring apparatus which can always perform high-precision temperature measurement by reducing a quantization error during temperature image measurement.
【0002】[0002]
【従来の技術】二次元温度画像は、人体の診断、電子機
器の欠陥検査、熱プラントの故障診断等に広く応用され
ている。デイジタル方式を用いた二次元温度画像測定装
置は、物体が放射する熱エネルギーの分布をCCD素子
や撮像管などにより熱画像として測定し、該熱画像をA
D変換器(ADC) を介してデジタル信号に変換してデジタ
ル温度画像に転化する機構となっている。近年発達の著
しいCCD素子を用いた温度画像測定システムを例にと
ると、約 500点× 500点の画素を有する素子で1/30秒毎
に熱画像を測定し、8ビット(256区分) のADCでデイ
ジタル化し、温度換算表を参照して温度画像に変換する
システムとなる。2. Description of the Related Art Two-dimensional temperature images are widely applied to diagnosis of human bodies, defect inspection of electronic equipment, and failure diagnosis of thermal plants. A two-dimensional temperature image measuring device using a digital method measures a distribution of thermal energy radiated by an object as a thermal image using a CCD device or an image pickup tube, and converts the thermal image to an A-value.
This is a mechanism for converting into a digital temperature image by converting into a digital signal via a D converter (ADC). Taking an example of a temperature image measurement system using a CCD element, which has been remarkably developed in recent years, a thermal image is measured every 1/30 second with an element having approximately 500 × 500 pixels, and an 8-bit (256 divisions) The system converts the digital data into digital images by referring to the temperature conversion table.
【0003】ところが、上記の温度画像測定において温
度測定レンジを900〜1600℃に設定して8ビット
でAD変換すると、低温度域では変換時に50〜60℃
といった大きな変換誤差を生じてしまい、CCDのもつ
温度分解能よりもはるかに低い精度の測定結果しか得ら
れないことになる。このような変換誤差は、一般に量子
化誤差と呼ばれ、ディジタル画像処理における基本的な
解決課題とされている。However, when the temperature measurement range is set to 900 to 1600 ° C. and the A / D conversion is performed in 8 bits in the above temperature image measurement, the conversion is performed at 50 to 60 ° C. in a low temperature range.
Such a large conversion error occurs, and only a measurement result with a much lower accuracy than the temperature resolution of the CCD can be obtained. Such a conversion error is generally called a quantization error, and is regarded as a fundamental solution in digital image processing.
【0004】通常、AD変換の精度を向上させるために
はADCの分解能を高める手段が採られる。例えば、同
じCCDを用いても、熱画像を測定した後に12ビットの
ADCでデイジタル画像に変換すると変換区分は4096と
なり、温度変換精度は16倍に向上する。しかしながら、
ADCを12ビットにすることは、画像メモリが16倍とな
って演算回路の複雑化するため、演算時間が著しく長く
なり、また画像処理装置の価格も大幅に高くなる。この
ため、この種の高精度画像信号処理装置は特殊な測定対
象を除いては一般に使用されていないのが現状である。Normally, in order to improve the accuracy of AD conversion, means for increasing the resolution of the ADC is employed. For example, even if the same CCD is used, if a thermal image is measured and then converted to a digital image by a 12-bit ADC, the conversion section becomes 4096, and the temperature conversion accuracy is improved 16 times. However,
When the ADC is 12 bits, the image memory becomes 16 times larger and the operation circuit becomes complicated, so that the operation time becomes extremely long and the price of the image processing apparatus also becomes extremely high. For this reason, at present, this kind of high-precision image signal processing apparatus is not generally used except for a special measurement object.
【0005】一般の画像処理においては、原信号にノイ
ズを重畳させて量子化誤差を減少させる方法がテレビ映
像をデイジタル化する際の「ディザ法」として広く知ら
れている。また、画像信号を種々の空間フィルタを用い
てノイズを除去したり、特徴抽出する等の手法は、画像
処理では一般的におこなわれている。[0005] In general image processing, a method of superimposing noise on an original signal to reduce a quantization error is widely known as a "dither method" for digitizing a television image. Techniques such as removing noise from an image signal using various spatial filters and extracting features are generally performed in image processing.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このうち、ディザ法は
図10の構成説明図に示すように、入力信号にある規則に
より作成したディザ信号(雑音)を加えて一定しきい値
回路により2値化することにより誤差減少を図る方式で
ある。一方、空間フィルタを用いてノイズ除去するシス
テム操作は、図11により次のように説明される。荷重マ
トリックスW(k,l) の中心が入力画像f(m,n) のある点
(i,j) に一致するように重ね、重なったf(m,n) の部分
画像で各対応する位置における要素毎の積を求め、それ
らの和を主力画像g(m,n) 中の点(i,j) における値とす
る。この操作を荷重マトリックスの位置を1画素ずつず
らせながら、それぞれの位置で前記操作をおこなう。As shown in FIG. 10, the dither method adds a dither signal (noise) created according to a certain rule to an input signal and binarizes the input signal with a constant threshold circuit. In this method, the error is reduced by using the method. On the other hand, the operation of the system for removing noise using a spatial filter is described as follows with reference to FIG. The center of the load matrix W (k, l) is a point in the input image f (m, n)
(i, j), the product of each element at the corresponding position in the overlapping partial image of f (m, n) is obtained, and the sum of them is calculated in the main image g (m, n). Value at point (i, j). This operation is performed at each position while shifting the position of the load matrix by one pixel.
【0007】しかしながら、これら従来のディザ法およ
び空間フィルタリング法を応用し、これらを組み合わせ
て温度画像測定における量子化誤差の低減化を図ろうと
する試みはなされていない。However, no attempt has been made to apply these conventional dithering methods and spatial filtering methods to reduce quantization errors in temperature image measurement by combining them.
【0008】本発明の目的は、ディザ法ならびに空間フ
ィルタリングの技術を複合させて通常の温度画像処理シ
ステムに利用し、常に高精度の温度測定をすることがで
きる温度画像測定法とその装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a temperature image measuring method and a device capable of always using a normal temperature image processing system by combining a dithering method and a spatial filtering technique and performing high-precision temperature measurement. Is to do.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ための本発明による温度画像測定法は、デイジタル方式
で二次元の熱画像を温度画像に変換する温度画像処理シ
ステムにおいて、熱画像として測定した検出信号に正規
化ノイズを重畳してAD変換し、得られた熱画像を温度
変換表により温度画像に変換し、生成した温度画像を重
ね合わせて平均化するか、該温度画像を局所平均化する
ことによりAD変換時の量子化誤差を低減化させること
を構成上の特徴とする。Means for Solving the Problems A temperature image measuring method according to the present invention for achieving the above object measures a thermal image as a thermal image in a thermal image processing system for converting a two-dimensional thermal image into a thermal image by a digital method. The obtained thermal image is converted to a thermal image by a temperature conversion table, and the generated thermal image is superimposed and averaged, or the thermal image is locally averaged. The configuration is characterized in that the quantization error during AD conversion is reduced by the conversion.
【0010】具体的には、上記構成において熱画像検出
子であるCCD素子または撮像管で測定される検出信号
に正規化ノイズを重畳してAD変換し、得られた熱画像
を温度変換表により温度画像に変換し、変換された温度
画像信号を複数フレームの温度画像を重ね合わせるか、
温度画像に変換された信号を空間フィルタリングして平
均化処理を施すことが本発明の好適なプロセスとなる。More specifically, in the above configuration, a normalization noise is superimposed on a detection signal measured by a CCD element or an image pickup tube, which is a thermal image detector, and A / D conversion is performed. Convert the temperature image to a temperature image, and superimpose the converted temperature image signal on the temperature image of multiple frames,
A preferred process of the present invention is to perform spatial filtering and averaging of the signal converted into the temperature image.
【0011】表1は、代表的な温度換算表の一部を示し
たものである。Table 1 shows a part of a typical temperature conversion table.
【0012】[0012]
【表1】 [Table 1]
【0013】表1の第1欄はビット順序で、CCD素子
で測定した輝度信号が8ビットのAD変換器により0〜
255 の値に変換されている。第2欄はCCD出力電圧値
(mV)で、AD変換器への入力信号である。最後の第3欄
が温度換算値(℃)である。該表1から判るように、例
えば1ビット目の輝度信号における5.3mV に対応する温
度は891 ℃であり、2ビット目の輝度信号における10.5
mVに対応する温度は955 ℃であって、その間の温度は識
別できない。したがって、低温度域では最大64℃の量子
化誤差が生じる可能性がある。The first column of Table 1 is a bit order in which the luminance signal measured by the CCD element is 0 to 0 by an 8-bit AD converter.
Converted to a value of 255. The second column is the CCD output voltage value
(mV), which is the input signal to the AD converter. The last third column is the temperature conversion value (° C.). As can be seen from Table 1, for example, the temperature corresponding to 5.3 mV in the luminance signal of the first bit is 891 ° C., and 10.5% in the luminance signal of the second bit.
The temperature corresponding to mV is 955 ° C., the temperature in between cannot be identified. Therefore, a quantization error of up to 64 ° C. may occur in a low temperature range.
【0014】本発明による誤差低減化は、図1のフロー
で示されるように入力信号s(t) にノイズn(t) を重畳
した後にAD変換をおこない、輝度信号を温度変換表に
より温度に変換し、さらに平均化処理をおこなって出力
信号θ(t) とするプロセスでおこなわれる。この際、入
力信号に印加するノイズは振幅p(n) が下記 (1)式のよ
うに平均値x0 、標準偏差値σの正規分布をなしてい
る。 p(n) = 1/(√ 2πσ) ×exp(−(x−x0)2/ 2σ2) … (1)In the error reduction according to the present invention, as shown in the flow chart of FIG. 1, an AD conversion is performed after a noise n (t) is superimposed on an input signal s (t), and a luminance signal is converted into a temperature by a temperature conversion table. The output signal is converted and averaged to obtain an output signal θ (t). At this time, the noise applied to the input signal has a normal distribution of an average value x 0 and a standard deviation value σ in amplitude p (n) as shown in the following equation (1). p (n) = 1 / (√ 2πσ) × exp (− (xx− 0 ) 2 / 2σ 2 ) (1)
【0015】上(1) 式のσは、下記の (2)式で示すよう
にAD変換のステップ幅で規格化している。該(2) 式に
おいて、ΔsはAD変換のステップ幅を表し、表1の場
合には約5mvである。 σ=(∫x2 ×n(t)dt/∫n(t)dt)/Δs≒ 0.5〜1.0 … (2)In the above equation (1), σ is normalized by the AD conversion step width as shown in the following equation (2). In the expression (2), Δs represents the step width of the AD conversion, and in the case of Table 1, it is about 5 mv. σ = (∫x 2 × n (t) dt / ∫n (t) dt) / Δs ≒ 0.5 to 1.0 (2)
【0016】図2および図3は、このようにノイズ重畳
した場合の量子化誤差の変化を示したものである。この
うち、図2は輝度信号に対する温度変換値の変換曲線
で、階段状のパターンとなる。図3は、この換算表を用
いて図2のプロセスに従って正規化ノイズを重畳した際
の温度変換状態を図示したものである。この場合には、
パラメータになっているσが0.5を越えると、出力信
号θ(t)は滑らかな曲線となる。FIGS. 2 and 3 show changes in quantization error when noise is superimposed as described above. Among them, FIG. 2 shows a conversion curve of a temperature conversion value with respect to a luminance signal, which has a step-like pattern. FIG. 3 illustrates a temperature conversion state when normalized noise is superimposed in accordance with the process of FIG. 2 using this conversion table. In this case,
When the parameter σ exceeds 0.5, the output signal θ (t) becomes a smooth curve.
【0017】表2は、対象温度に対応する入力電圧(輝
度信号に相当)とσを変えた場合の温度誤差を示したも
のである。σが 0.5未満であると誤差が大きくなり、こ
れ以上で誤差が減少している。このようにσが大きくな
ると誤差が減少する理由は、入力電力の平均値x0 前後
のビット値が加算平均されるためであるが、σが余りに
大きくなると当然に画質が低下するので、AD変換のス
テップ幅内に抑えることが好ましい。したがって、σの
範囲は温度変換のステップ幅を基準にとって、0.5〜1.0
の範囲に制御することが好適である。Table 2 shows an input voltage (corresponding to a luminance signal) corresponding to the target temperature and a temperature error when σ is changed. When σ is less than 0.5, the error increases, and when σ is more than 0.5, the error decreases. The reason why the error decreases as σ increases as described above is that bit values around the average value x 0 of the input power are added and averaged. If σ is too large, the image quality naturally deteriorates. It is preferable to keep it within the step width. Therefore, the range of σ is 0.5 to 1.0 based on the step width of temperature conversion.
It is preferable to control within the range.
【0018】[0018]
【表2】 [Table 2]
【0019】温度画像を平均化する処理には、時間的平
均化または空間的平均化のいずれかの方法が用いられ
る。このうち、時間的平均化のフロー例は図4によって
示すことができる。通常の画像計測においてはテレビと
同様に二次元の走査線方式によって画像を生成するが、
図4では走査信号が入力信号s(t) になる。これにノイ
ズn(t) を重畳し、AD変換と温度変換をおこなった後
にフレームメモリ1において画像を生成する。画像はΔ
t 間隔(テレビでは1/30秒間隔) で生成される。この画
像を、Δt だけ遅らせて一定の荷重係数w を掛けて別の
フレームメモリ2にファイルする。Δt だけ遅らせる演
算をz-1で示すと、フレームメモリ2には次の関係式
(3) で加算された過去の画像Isがファイルされている。In the processing for averaging the temperature images, either a temporal averaging method or a spatial averaging method is used. Among them, an example of a flow of temporal averaging can be shown in FIG. In normal image measurement, images are generated by a two-dimensional scanning line method like a TV,
In FIG. 4, the scanning signal is the input signal s (t). A noise n (t) is superimposed on this, and after performing AD conversion and temperature conversion, an image is generated in the frame memory 1. Image is Δ
Generated at t intervals (1/30 second intervals on TV). This image is delayed by Δt, multiplied by a constant load coefficient w, and filed in another frame memory 2. When the operation for delaying by Δt is represented by z −1 , the following relational expression
The past image Is added in (3) is filed.
【0020】 [0020]
【0021】過去の加算画像Isに現在の画像 I{ mΔt
}を加えることが時間平均をおこなったことになる。
荷重係数は平均する時間によって決められ、小さい値の
場合には長い平均時間で、また大きい値の場合には短い
平均時間となる。なお、この方法は動画像の処理には適
切ではない。例えば、100 フレームの画像の時間平均を
とる場合には1/30秒で測定される画面を 100枚加算しな
ければならないため、3.3 秒(100×1/30) が必要になる
からである。しかし、測定対象の時間的な変化が緩慢で
あれば、適応が可能である。The current image I {mΔt is added to the past added image Is
Adding} means time averaging.
The weighting factor is determined by the averaging time, with a small value being a long averaging time and a large value being a short averaging time. This method is not suitable for processing moving images. For example, when taking the time average of an image of 100 frames, 100 screens measured in 1/30 seconds must be added, so 3.3 seconds (100 × 1/30) is required. However, if the temporal change of the measurement object is slow, adaptation is possible.
【0022】空間的平均化に用いられる処理は、図11に
示したような空間フィルタリングである。各々の画像に
生じるノイズが相互に関係なければ、時間的平均と空間
平均は等しくなる。局所フィルタリングのフロー例は図
5のようになるが、この場合には荷重マトリックスの選
択が重要となる。本発明の目的には、荷重マトリックス
として10×10程度のサイズを用い、単純な積和によるフ
ィルタリングが適当である。フィルタリングは、全画素
に対して逐次マトリックスを掛けて加算し、平均値を算
出する。The processing used for spatial averaging is spatial filtering as shown in FIG. If the noise generated in each image is not correlated, the temporal and spatial averages will be equal. An example of the flow of the local filtering is as shown in FIG. 5, but in this case, the selection of the load matrix is important. For the purpose of the present invention, filtering by a simple sum of products using a size of about 10 × 10 as the load matrix is appropriate. In the filtering, all pixels are sequentially multiplied by a matrix and added to calculate an average value.
【0023】荷重マトリックスの例 (11×11) を図6に
示す。本例では荷重マトリックスの1/4 を部分拡大して
示しているが、他の部分も同じである。このほかに、マ
トリックス単位で画面を分割し、一つのマトリックスに
対して一点の代表温度を割り付けるように演算する例も
あり、この場合には画質は低下するが画素が大幅に圧縮
されて演算速度が向上する利点がある。FIG. 6 shows an example (11 × 11) of the load matrix. In this example, 1/4 of the load matrix is shown in a partially enlarged manner, but the other portions are the same. In addition, there is also an example in which the screen is divided into units of matrix and calculation is performed so that one representative temperature is assigned to one matrix. In this case, although the image quality is reduced, the pixels are greatly compressed and the calculation speed is reduced. There is an advantage of improving.
【0024】図7は、空間フィルタリングをデイジタル
信号処理回路で実現した例のブロック回路図で、#2(i=
2)から#11(i =11) までの回路構成は#1(i=1)と同一で
ある。入力信号は、単位時間だけ遅らせて(z-1の演
算) 荷重係数aijを掛けて加算し、また、走査線間の演
算をおこなうために入力信号はz-jだけ遅らせて加算す
る。この回路の場合には、11×11画素の積和演算が20ms
ecで実行できるので、通常のリアルタイム演算である1/
30秒の演算をおこなう回路に用いることが可能である。FIG. 7 is a block circuit diagram showing an example in which spatial filtering is realized by a digital signal processing circuit.
The circuit configurations from 2) to # 11 (i = 11) are the same as # 1 (i = 1). The input signal is delayed by a unit time (calculation of z -1 ) and multiplied by a load coefficient a ij , and added, and the input signal is delayed and added by z -j to perform a calculation between scanning lines. In the case of this circuit, the product-sum operation of 11 × 11 pixels is 20 ms
Because it can be executed in ec, 1 /
It can be used for circuits that perform calculations for 30 seconds.
【0025】上記の温度画像測定法に用いるための本発
明による温度画像測定装置は、図8に示すように熱画像
検出子を内蔵するCCDカメラ1と、カメラコントロー
ラおよびアンプ2と、検出された検出信号に正規化ノイ
ズを重畳するための回路手段と、回路手段から出力され
る熱画像信号を温度変換表により温度画像に変換するた
めのAD変換器およびフレームメモリに温度画像を重ね
合わせて画像全体を平均化するための処理回路手段また
は温度画像に変換された信号を空間フィルタリングして
平均化するための荷重マトリックスを内蔵する空間フィ
ルタ回路手段を内蔵した画像処理装置3とを主体とし、
前記画像処理装置3をモニター部に接続して構成され
る。A temperature image measuring apparatus according to the present invention for use in the above-described temperature image measuring method includes a CCD camera 1 having a built-in thermal image detector, a camera controller and an amplifier 2 as shown in FIG. Circuit means for superimposing the normalized noise on the detection signal; an AD converter for converting a thermal image signal output from the circuit means into a temperature image by a temperature conversion table; An image processing apparatus 3 having a processing circuit means for averaging the whole or a spatial filter circuit means having a load matrix for spatial filtering and averaging a signal converted into a temperature image, and
The image processing apparatus 3 is connected to a monitor unit.
【0026】CCDカメラ1はノズル4内に収納されて
おり、その前段部にはフィルター5およびレンズ6が設
置される。CCDカメラ1の内蔵される熱画像検出子と
しては、CCD素子、撮像管などが適用される。CCD
素子には、通常、5mV程度のノイズが存在しているため
そのまま利用できる場合が多いが、変換表の条件によっ
てはノイズの大きさを更に低く抑える必要があるケース
も考えられる。このため、CCD素子には電子冷凍素子
を取りつけて冷却することがノイズレベルを低下させる
ために好ましい設計となる。この場合、例えば素子冷却
温度を−20℃に下げると、ノイズは2.5mV まで低下させ
ることが可能となる。The CCD camera 1 is housed in a nozzle 4, and a filter 5 and a lens 6 are provided at a front stage thereof. As the thermal image detector incorporated in the CCD camera 1, a CCD element, an imaging tube, or the like is applied. CCD
The element usually has about 5 mV of noise and can be used as it is in many cases. However, depending on the conditions of the conversion table, it may be necessary to further reduce the noise level. For this reason, it is a preferable design to mount an electronic refrigeration element on the CCD element and cool it to reduce the noise level. In this case, for example, if the element cooling temperature is reduced to −20 ° C., the noise can be reduced to 2.5 mV.
【0027】本発明による温度画像測定法と装置によれ
ば、原信号に正規化ノイズを重畳させた後にAD変換す
る段階で機能する第1の誤差低減化作用と、変換後の温
度画像を平均化する段階で機能する第2の誤差低減化作
用とが相乗してAD変換時の量子化誤差を大幅に減少す
ることが可能となる。したがって、常に高精度の温度画
像が測定でき、広い温度域の範囲で正確な温度測定をす
ることが保証される。According to the temperature image measuring method and apparatus according to the present invention, the first error reduction function that functions at the stage of AD conversion after superimposing normalized noise on the original signal, and averaging the converted temperature image The quantization error at the time of AD conversion can be significantly reduced by synergistic with the second error reduction function that functions at the stage of conversion. Therefore, a high-accuracy temperature image can always be measured, and accurate temperature measurement in a wide temperature range is guaranteed.
【0028】特に平均化処理に空間フィルタリングを適
用する場合には、ノイズの重畳に基づく画質の低下が抑
えられるのみならず、画面上の細かなノイズを消去する
ことができる副次的な効果がもたらされ一層正確な測定
をおこなうことができる。In particular, when spatial filtering is applied to the averaging process, not only a reduction in image quality due to superimposition of noise is suppressed, but also a secondary effect of eliminating fine noise on the screen. The resulting more accurate measurements can be made.
【0029】[0029]
【実施例】図9の全体図に示すように、本発明の温度画
像測定装置7を燃焼炉8の炉壁にノズル筒9を介してセ
ットした。装置は計器室10のモニター部とケーブルで接
続しており、パーソナルコンピュータで制御されてい
る。装置に内蔵されているCCDカメラはノイズレベル
が5mVに調整されており、該ノイズレベルは温度換算表
(表1)の1ビットに対応している。また装置内には11
×11サイズの荷重マトリックスを内蔵する空間フィルタ
回路が設置されている。EXAMPLE As shown in the overall view of FIG. 9, a temperature image measuring device 7 of the present invention was set on a furnace wall of a combustion furnace 8 via a nozzle tube 9. The device is connected to the monitor section of the instrument room 10 by a cable, and is controlled by a personal computer. The noise level of the CCD camera built in the device is adjusted to 5 mV, and the noise level corresponds to one bit of the temperature conversion table (Table 1). 11
A spatial filter circuit with a built-in x11 size load matrix is installed.
【0030】この装置および条件により1000〜15
00℃水準の燃焼温度を画像温度として測定した場合の
変換温度と誤差範囲を表3に示した。なお、同燃焼温度
を従来方式の温度画像測定法により測定した結果を、比
較例として表3に併載した。表3の結果を対比すると、
比較例においてはAD変換時の量子化誤差が直接現出し
ており、低温部(1048℃時)では20〜50℃程度
の誤差、中温部(1251℃時)でも3〜5℃程度の誤
差が生じているのに対し、実施例の場合には全温度域に
おいて正確に温度測定がおこなわれていることが認めら
れる。また、荷重マトリックスが適切に選ばれたことに
より、温度画像の画質低下もみられなかった。Depending on the apparatus and conditions, 1000 to 15
Table 3 shows the conversion temperature and error range when the combustion temperature at the 00 ° C. level was measured as the image temperature. In addition, the result of having measured the combustion temperature by the conventional temperature image measurement method is also shown in Table 3 as a comparative example. Comparing the results in Table 3,
In the comparative example, a quantization error at the time of AD conversion directly appears, and an error of about 20 to 50 ° C. in a low temperature part (at 1048 ° C.) and an error of about 3 to 5 ° C. in a middle temperature part (at 1251 ° C.). In contrast, in the case of the embodiment, it is recognized that the temperature is accurately measured in the entire temperature range. In addition, the image quality of the temperature image did not deteriorate due to the proper selection of the load matrix.
【0031】[0031]
【表3】 [Table 3]
【0032】[0032]
【発明の効果】以上のとおり、本発明による温度画像測
定法および装置によれば低温域から高温域に至る広い範
囲の温度を常に精度よく正確に測定することができる。
したがって、各種工業分野の測温操作に極めて有用であ
る。As described above, according to the temperature image measuring method and apparatus according to the present invention, a wide range of temperature from a low temperature range to a high temperature range can always be measured accurately.
Therefore, it is extremely useful for temperature measurement operations in various industrial fields.
【図1】本発明による温度画像測定法のフローを示した
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a flow of a temperature image measurement method according to the present invention.
【図2】輝度信号と温度変換値の関係を例示したグラフ
である。FIG. 2 is a graph illustrating a relationship between a luminance signal and a temperature conversion value.
【図3】入力信号と出力信号の関係を例示したグラフで
ある。FIG. 3 is a graph illustrating a relationship between an input signal and an output signal.
【図4】時間的平均化処理を含む本発明のフローを示し
たブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a flow of the present invention including a temporal averaging process.
【図5】空間的平均化処理を含む本発明のフローを示し
たブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a flow of the present invention including a spatial averaging process.
【図6】空間フィルタリングによる荷重マトリックスを
例示した説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram exemplifying a load matrix by spatial filtering.
【図7】空間フィルタリングのデイジタル信号処理回路
を示したブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a digital signal processing circuit for spatial filtering.
【図8】本発明の温度画像測定装置を示した断面略図で
ある。FIG. 8 is a schematic sectional view showing a temperature image measuring device of the present invention.
【図9】実施例による測定状態を示した全体説明図であ
る。FIG. 9 is an overall explanatory diagram showing a measurement state according to an example.
【図10】従来技術によるディザ方式の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a dither method according to the related art.
【図11】従来技術による空間フィルタリング方式の説明
図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a spatial filtering method according to the related art.
1 CCDカメラ 2 カメラコントローラおよびアンプ 3 画像処理装置 4 ノズル 5 フィルター 6 レンズ 7 温度画像測定装置 8 燃焼炉 9 ノズル筒 10 計器室 Reference Signs List 1 CCD camera 2 Camera controller and amplifier 3 Image processing device 4 Nozzle 5 Filter 6 Lens 7 Temperature image measuring device 8 Combustion furnace 9 Nozzle tube 10 Instrument room
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関屋 政洋 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株 式会社君津製鐵所内 (72)発明者 白川 芳幸 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株 式会社君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭62−265536(JP,A) 特開 昭62−193322(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01J 5/48 G01J 5/10 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Masahiro Sekiya 1 Kimitsu, Kimitsu City, Chiba Prefecture Nippon Steel Corporation Kimitsu Works (72) Inventor Yoshiyuki Shirakawa 1 Kimitsu, Kimitsu City, Chiba Prefecture Nippon Steel Corporation (56) References JP-A-62-265536 (JP, A) JP-A-62-193322 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01J 5/48 G01J 5/10 Practical file (PATOLIS) Patent file (PATOLIS)
Claims (3)
画像に変換する温度画像処理システムにおいて、熱画像
として測定した検出信号に正規化ノイズを重畳してAD
変換し、得られた熱画像を温度変換表により温度画像に
変換し、生成した温度画像を重ね合わせて平均化する
か、該温度画像を局所平均化することによりAD変換時
の量子化誤差を低減化させることを特徴とする温度画像
測定法。1. A temperature image processing system for converting a two-dimensional thermal image in digital manner on the temperature image, thermal image
AD by superimposing normalized noise on the detection signal measured as
Conversion, the obtained thermal image is converted into a thermal image by a temperature conversion table , and the generated thermal image is superimposed and averaged or the thermal image is locally averaged to reduce the quantization error at the time of AD conversion. A temperature image measurement method characterized in that the temperature is reduced.
像管で測定される検出信号に正規化ノイズを重畳してA
D変換し、得られた熱画像を温度変換表により温度画像
に変換し、変換された温度画像信号を複数フレームの温
度画像を重ね合わせるか、温度画像に変換された信号を
空間フィルタリングして平均化処理を施す請求項1記載
の温度画像測定法。2. A method in which normalized noise is superimposed on a detection signal measured by a CCD element or an image pickup tube as a thermal image detector, and A
D conversion, the thermal image obtained by converting the temperature image by a temperature conversion table, or to the converted temperature image signal superimposing temperature images of a plurality of frames, a signal converted to a temperature image by spatial filtering average The method for measuring a temperature image according to claim 1, wherein the thermal image processing is performed.
と、カメラコントローラおよびアンプと、検出信号に正
規化ノイズを重畳するための回路手段と、回路手段から
出力される熱画像信号を温度変換表により温度画像に変
換するためのAD変換器およびフレームメモリに温度画
像を重ね合わせて画像全体を平均化するための処理回路
手段または温度画像に変換された信号を空間フィルタリ
ングして平均化するための荷重マトリックスを内蔵する
空間フィルタ回路手段を内蔵した画像処理装置とを主体
とし、前記画像処理装置をモニター部に接続してなる温
度画像測定装置。3. A CCD camera having a built-in thermal image detector, a camera controller and an amplifier, circuit means for superimposing normalized noise on the detection signal, and a temperature conversion table for converting the thermal image signal output from the circuit means. the processing circuit means or the transformed signal to the temperature images for averaging the entire image by superimposing the temperature image to the AD converter and frame memory to convert temperature image space by filtering
A temperature image measuring device mainly comprising an image processing device incorporating a spatial filter circuit means incorporating a load matrix for performing averaging by weighting, and connecting the image processing device to a monitor section.
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JPH0687193B2 (en) * | 1986-05-13 | 1994-11-02 | 日本電子株式会社 | Image data average value graph display device |
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1991
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