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一种红外图像的温度标定处理方法技术

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  本发明专利技术公开了一种红外图像温度标定处理方法,它包括以下步骤:上层软件将需要标定点的坐标或需要标定区域的坐标传给机芯硬件;上层软件下发图像温度标定类型;硬件获取坐标信息;计算内切该标定区域的最小矩形框;获取图像,图像采集按一定序列传输,当图像序列传输到矩形区域,读取存储单元的标记信息,如果标记信息为1,则该像素点为需要计算的数据,根据温度标定类型进行相关计算得到相关数据;进行灰度到温度的转换计算;一幅图像传输完成,相关标定区域的温度信息通过一定通信方式上报上层软件完成温度标定。本发明专利技术克服了现有技术在高分辨率图像温度标定上暴露的缺点,软硬件相结合,通过少量的命令交互完成了红外图像的温度标定。

  红外热成像灰度信息本身就是反应的目标的温度信息,通过灰度到温度的映射转换可以很容易的标定出目标物体的温度分布。所以红外热像仪广泛应用于非接触式的目标温度分布测定。现有技术的红外温度标定在红外热成像系统的主控处理器上进行,通常采用纯软件处理的方法,先将图像原始帧传输到主控处理器进行存储,然后根据所要标识的区域的位置从存储的图像帧中取出相关像素灰度进行运算得到温度值,其缺点在于:1.根据红外图像的特点,红外图像温度标定需要使用未经对比度增强的原始图像,而不是用作显示的图像帧,需要额外使用专用通道传输;另外为实现温度标定的高精度,需要保留灰度数据的高位宽,导致机芯和主控处理器数据传输量大,接口多;2.额外原始图像帧存储需要较大的存储器资源开销,随着红外探测器分辨率的增加,采样速率大幅增大,数据传输量巨大,对接口速率和存储资源都是巨大挑战;另外通过软件读取帧图像再做处理的时间开销大,导致温度标定实时性差,以16位灰度数据为例,320x240分辨率的红外探测器,数据量是75Kx16,帧频60Hz的采样频率是5M,分辨率到640x480,数据量是300Kx16,帧频60Hz的采样率增加到20M,分辨率到1024x768,数据量是768Kx16,帧频60Hz的采样率增加到50M,到高清级别,数据量是2025Kx16,帧频60Hz的采样率增加到130M,随着探测器分辨率的增加,数据量增大的同时采样速率也大幅提高,所以目前传统的处理方法只能适用于低分辨率的红外图像,随着技术的发展,这种方法的处理能力缺点将凸显出来。

  本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种将温度标定计算前置,在红外图像处理部分增加硬件加速处理单元,省去原始帧在主控处理器的存储和传输,实现实时红外图像温度标定的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:一种红外图像温度标定处理方法,它包括以下步骤:S1:上层软件将需要标定点的坐标或需要标定区域的坐标通过一定的通信方式传给机芯硬件;S2:上层软件下发图像温度标定类型,如单点温度,区域平均温度,最高温度或者最低温度;S3:硬件获取坐标信息;S4:计算内切该标定区域的最小矩形框,开设内部存储器,大小可以存储该矩形框,位宽为1位,每个存储单元对应一个矩形框中的位置,将需要标定的点标记为1,其他点标记为0;S5:获取图像,图像采集按一定序列传输,当图像序列传输到矩形区域,读取存储单元的标记信息,如果标记信息为1,则该像素点为需要计算的数据,根据温度标定类型进行相关计算得到相关数据;S6:进行灰度到温度的转换计算;S7:一幅图像传输完成,相关标定区域的温度信息通过一定通信方式上报上层软件完成温度标定。所述步骤S1中需要标定区域为规则区域时,坐标可只传输关键坐标点,减少传输的数据量。所述步骤S3中,若需要标定区域是规则图形,通过关键点计算出所有需要标定区域内的坐标点;若需要标定区域为不规则图形,则需要上层软件下放所有需要标定点的坐标信息。本专利技术的有益效果是:本专利技术克服了现有技术在高分辨率图像温度标定上暴露的缺点,软硬件相结合,通过少量的命令交互完成了红外图像的温度标定。其显著特点如下:1.软硬件结合,充分发挥各自处理能力的优势,2.不需要帧存储,节约硬件资源,3.传输数据少,接口简单,通信效率快,4.硬件处理速度快,实时性高。附图说明图1为本专利技术的软件流程框图;图2为本专利技术的软件中各函数对相应硬件模块的调用和硬件模块的数据走向。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案,但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图1所示,如系统需要标定一个不规则区域的平均温度和最大温度,通信接口采用通用串行接口,步骤如下:1.上层软件通过串口向底层硬件发送标定区域类型,本实例中为不规则图形;2.上层软件发送不规则区域的坐标数据,如(),(),(),……;3.上层软件发送温度标定类型,本实例中为平均温度,最大温度点;4.硬件系统获取相关信息(本实例中为区域类型,坐标关键点,温度标定类型),通过硬件内置加速运算引擎计算出可以完全内切此标定区域的如图2所示的最小矩形,最小矩形的获取方法是:1)找到标定区域坐标点的行最小值row_min和最大值row_max,2)找到标定区域坐标点的列最小值col_min和最大值col_max,3)本实例最大值和最小值的计算方法采用两两比较的方法,如获最大和最小行的方法是:第一个标记点的行坐标记为row_max和row_min,然后从第一个标记点坐标开始,If(cur_rowrow_max)row_max=cur_rowelserow_max不变If(cur_rowrow_min)row_min=cur_rowelserow_max不变所有需要标记的点比较完成后最大行和最小行即为row_max和row_min。最大列和最小列的获取方法类似,硬件采用同步计算,加快处理速度。4)最小矩形区域的四个角的坐标是(row_min,col_min),(row_min,col_max),(row_max,col_min),(row_max,col_max),5)硬件内部开设矩形框大小的存储单元,存储位宽是1位,将需要标定的区域设置标志1,其他区域设置0;5.新的一帧灰度图像采样开始时,当数据采样到row_min和col_min时候开始读取存储区域内的标志信号,当标志信号为1时对像素数据做相应运算,本实例中需要求取平均值和最大值,求取平均值的方法是:累加标志位为1的灰度值sum_gray,并统计个数sum_cnt,当(row_max,col_max)像素结束时,平均值为:ave_gray=sum_gray/sum_cnt求取最大值得方式是:对标志位为1的第一个像素灰度标记为max_gray,然后像素序列后边的每一个标志位为1的像素灰度值(标记为cur_gray)均与max_gray进行比较,If(cur_graymax_gray)max_gray=cur_grayelsemax_gray不变当(row_max,col_max)像素结束时,max_gray即为统计出来的最大像素。6.根据灰度温度转换公式t=f(gray),计算出平均灰度和最大灰度对应的温度值ave_t和max_t;7.本实例中通过串行口将ave_t和max_t返回给上层软件,完成指定区域的温度标定。

  一种红外图像温度标定处理方法,其特征在于:它包括以下步骤:S1:上层软件将需要标定点的坐标或需要标定区域的坐标通过一定的通信方式传给机芯硬件;S2:上层软件下发图像温度标定类型,如单点温度,区域平均温度,最高温度或者最低温度;S3:硬件获取坐标信息;S4:计算内切该标定区域的最小矩形框,开设内部存储器,大小可以存储该矩形框,位宽为1位,每个存储单元对应一个矩形框中的位置,将需要标定的点标记为1,其他点标记为0;S5:获取图像,图像采集按一定序列传输,当图像序列传输到矩形区域,读取存储单元的标记信息,如果标记信息为1,则该像素点为需要计算的数据,根据温度标定类型进行相关计算得到相关数据;S6:进行灰度到温度的转换计算;S7:一幅图像传输完成,相关标定区域的温度信息通过一定通信方式上报上层软件完成温度标定。

  1.一种红外图像温度标定处理方法,其特征在于:它包括以下步骤:S1:上层软件将需要标定点的坐标或需要标定区域的坐标通过一定的通信方式传给机芯硬件;S2:上层软件下发图像温度标定类型,图像温度标定类型包括单点温度、区域平均温度、最高温度或者最低温度;S3:硬件获取坐标信息;若需要标定区域是规则图形,通过关键点计算出所有需要标定区域内的坐标点;若需要标定区域为不规则图形,则需要上层软件下放所有需要标定点的坐标信息;S4:计算内切该标定区域的最小矩形框,开设内部存储器,大小可以存储该矩形框,位宽为1位,每个存储单...

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