一種紅外圖像的溫度標定處理方法
2023-06-19 08:26:06 1
一種紅外圖像的溫度標定處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種紅外圖像溫度標定處理方法，它包括以下步驟：上層軟體將需要標定點的坐標或需要標定區域的坐標傳給機芯硬體；上層軟體下發圖像溫度標定類型；硬體獲取坐標信息；計算內切該標定區域的最小矩形框；獲取圖像，圖像採集按一定序列傳輸，當圖像序列傳輸到矩形區域，讀取存儲單元的標記信息，如果標記信息為1，則該像素點為需要計算的數據，根據溫度標定類型進行相關計算得到相關數據；進行灰度到溫度的轉換計算；一幅圖像傳輸完成，相關標定區域的溫度信息通過一定通信方式上報上層軟體完成溫度標定。本發明克服了現有技術在高解析度圖像溫度標定上暴露的缺點，軟硬體相結合，通過少量的命令交互完成了紅外圖像的溫度標定。
【專利說明】一種紅外圖像的溫度標定處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及紅外熱像【技術領域】，尤其涉及一種紅外圖像的溫度標定處理方法。
【背景技術】
[0002]紅外熱成像灰度信息本身就是反應的目標的溫度信息，通過灰度到溫度的映射轉換可以很容易的標定出目標物體的溫度分布。所以紅外熱像儀廣泛應用於非接觸式的目標溫度分布測定。
[0003]現有技術的紅外溫度標定在紅外熱成像系統的主控處理器上進行，通常採用純軟體處理的方法，先將圖像原始幀傳輸到主控處理器進行存儲，然後根據所要標識的區域的位置從存儲的圖像幀中取出相關像素灰度進行運算得到溫度值，其缺點在於:
1.根據紅外圖像的特點，紅外圖像溫度標定需要使用未經對比度增強的原始圖像，而不是用作顯示的圖像幀，需要額外使用專用通道傳輸；另外為實現溫度標定的高精度，需要保留灰度數據的高位寬，導致機芯和主控處理器數據傳輸量大，接口多；
2.額外原始圖像幀存儲需要較大的存儲器資源開銷，隨著紅外探測器解析度的增加，採樣速率大幅增大，數據傳輸量巨大，對接口速率和存儲資源都是巨大挑戰；另外通過軟體讀取幀圖像再做處理的時間開銷大，導致溫度標定實時性差，
以16位灰度數據為例，320x240解析度的紅外探測器，數據量是75Kxl6，幀頻60Hz的採樣頻率是5M，解析度到640x480，數據量是300Kxl6，幀頻60Hz的採樣率增加到20M，解析度到1024x768，數據量是768Kxl6，幀頻60Hz的採樣率增加到50M，到高清級別，數據量是2025Kxl6，幀頻60Hz的採樣率增加到130M，
隨著探測器解析度的增加，數據量增大的同時採樣速率也大幅提高，所以目前傳統的處理方法只能適用於低解析度的紅外圖像，隨著技術的發展，這種方法的處理能力缺點將凸顯出來。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種將溫度標定計算前置，在紅外圖像處理部分增加硬體加速處理單元，省去原始幀在主控處理器的存儲和傳輸，實現實時紅外圖像溫度標定的方法。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
一種紅外圖像溫度標定處理方法，它包括以下步驟:
S1:上層軟體將需要標定點的坐標或需要標定區域的坐標通過一定的通信方式傳給機芯硬體；
52:上層軟體下發圖像溫度標定類型，如單點溫度，區域平均溫度，最高溫度或者最低溫度;
53:硬體獲取坐標信息；
S4:計算內切該標定區域的最小矩形框，開設內部存儲器，大小可以存儲該矩形框，位寬為I位，每個存儲單元對應一個矩形框中的位置，將需要標定的點標記為1，其他點標記為O ;
55:獲取圖像，圖像採集按一定序列傳輸，當圖像序列傳輸到矩形區域，讀取存儲單元的標記信息，如果標記信息為1，則該像素點為需要計算的數據，根據溫度標定類型進行相關計算得到相關數據；
56:進行灰度到溫度的轉換計算；
57:—幅圖像傳輸完成，相關標定區域的溫度信息通過一定通信方式上報上層軟體完成溫度標定。
[0006]所述步驟SI中需要標定區域為規則區域時，坐標可只傳輸關鍵坐標點，減少傳輸的數據量。
[0007]所述步驟S3中，若需要標定區域是規則圖形，通過關鍵點計算出所有需要標定區域內的坐標點；若需要標定區域為不規則圖形，則需要上層軟體下放所有需要標定點的坐標信息。
[0008]本發明的有益效果是:本發明克服了現有技術在高解析度圖像溫度標定上暴露的缺點，軟硬體相結合，通過少量的命令交互完成了紅外圖像的溫度標定。其顯著特點如下:
1.軟硬體結合，充分發揮各自處理能力的優勢，
2.不需要幀存儲，節約硬體資源，
3.傳輸數據少，接口簡單，通信效率快，
4.硬體處理速度快，實時性高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的軟體流程框圖；
圖2為本發明的軟體中各函數對相應硬體模塊的調用和硬體模塊的數據走向。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不局限於以下所述。
[0011]如圖1所示，如系統需要標定一個不規則區域的平均溫度和最大溫度，通信接口採用通用串行接口，步驟如下:
1.上層軟體通過串口向底層硬體發送標定區域類型，本實例中為不規則圖形；
2.上層軟體發送不規則區域的坐標數據，如，，，……；
3.上層軟體發送溫度標定類型，本實例中為平均溫度，最大溫度點；
4.硬體系統獲取相關信息(本實例中為區域類型，坐標關鍵點，溫度標定類型)，通過硬體內置加速運算引擎計算出可以完全內切此標定區域的如圖2所示的最小矩形，最小矩形的獲取方法是:
1)找到標定區域坐標點的行最小值row_min和最大值row_max,
2)找到標定區域坐標點的列最小值col_min和最大值col_max,
3)本實例最大值和最小值的計算方法採用兩兩比較的方法，如獲最大和最小行的方法是: 第一個標記點的行坐標記為rowjnax和lOwjnin，然後從第一個標記點坐標開始，
If (cur—row > row—max)row—max = cur—rowelse
row—max 不變 If (cur—row < row—min) row—min = cur—row else
row—max 不變
所有需要標記的點比較完成後最大行和最小行即為row—max和row—min。最大列和最小列的獲取方法類似，硬體釆用同步計算，加快處理速度。
[0012]4)最小矩形區域的四個角的坐標是(row—min，col—min)，(row—min，col—max)，(row—max，col—min)，(row—max，col—max)，
5)硬體內部開設矩形框大小的存儲單元，存儲位寬是I位，將需要標定的區域設置標誌1，其他區域設置O;
5.新的一巾貞灰度圖像釆樣開始時，當數據釆樣到row—min和col—min時候開始讀取存儲區域內的標誌信號，當標誌信號為I時對像素數據做相應運算，本實例中需要求取平均值和最大值，求取平均值的方法是:
累加標誌位為I的灰度值sum—gray，並統計個數sum—cnt，當(row—max，col—max)像素結束時，平均值為:
ave_gray = sum—gray/sum—cnt
求取最大值得方式是:
對標誌位為I的第一個像素灰度標記為max—gray，然後像素序列後邊的每一個標誌位為I的像素灰度值(標記為cur—gray)均與max—gray進行比較，
If (cur_gray > max_gray)
max_gray = cur_gray
else
max_gray 不變
當(row—max，col—max)像素結束時，max—gray即為統計出來的最大像素。
[0013]6.根據灰度溫度轉換公式t=f (gray)，計算出平均灰度和取大灰度對應的溫度值 ave_t 和 max_t ；
7.本實例中通過串行口將ave—t和max—t返回給上層軟體，完成指定區域的溫度標定。
【權利要求】
1.一種紅外圖像溫度標定處理方法，其特徵在於:它包括以下步驟: S1:上層軟體將需要標定點的坐標或需要標定區域的坐標通過一定的通信方式傳給機芯硬體； 52:上層軟體下發圖像溫度標定類型，如單點溫度，區域平均溫度，最高溫度或者最低溫度; 53:硬體獲取坐標信息； S4:計算內切該標定區域的最小矩形框，開設內部存儲器，大小可以存儲該矩形框，位寬為I位，每個存儲單元對應一個矩形框中的位置，將需要標定的點標記為1，其他點標記為O ; 55:獲取圖像，圖像採集按一定序列傳輸，當圖像序列傳輸到矩形區域，讀取存儲單元的標記信息，如果標記信息為1，則該像素點為需要計算的數據，根據溫度標定類型進行相關計算得到相關數據； 56:進行灰度到溫度的轉換計算； 57:一幅圖像傳輸完成，相關標定區域的溫度信息通過一定通信方式上報上層軟體完成溫度標定。
2.根據權利要求1所述的一種紅外圖像溫度標定處理方法，其特徵在於:所述步驟SI中需要標定區域為規則區域時，坐標可只傳輸關鍵坐標點，減少傳輸的數據量。
3.根據權利要求1所述的一種紅外圖像溫度標定處理方法，其特徵在於:所述步驟S3中，若需要標定區域是規則圖形，通過關鍵點計算出所有需要標定區域內的坐標點；若需要標定區域為不規則圖形，則需要上層軟體下放所有需要標定點的坐標信息。
【文檔編號】G06T1/00GK104346768SQ201410518092
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】曾衡東 申請人:成都市晶林科技有限公司