專利名稱：一種人體紅外特征成像的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紅外成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其是提出了 一種人體紅外特征成像 的方法和系統(tǒng)。 -
背景技術(shù)：
量子生物學(xué)認(rèn)為機(jī)體由細(xì)胞構(gòu)成，而組成細(xì)胞的蛋白質(zhì)、核酸和脂質(zhì) 等化學(xué)物質(zhì)的分子、原子外周的電子層不斷變化，表現(xiàn)為結(jié)合分離的新陳 代謝變化。與此同時(shí)產(chǎn)生的能量使機(jī)體產(chǎn)生溫度變化并向周圍空間輻射紅 外線，因此人體是一個(gè)天然的紅外輻射源，人體紅外輻射可反映人體臟器 和全身各部的代謝變化，是人體生命活動(dòng)的外在表現(xiàn)。有些疾病可能在其 癥狀表現(xiàn)出來(lái)之前，已經(jīng)通過(guò)人體紅外輻射的方式體現(xiàn)出來(lái)，獲得這些信 息對(duì)于疾病的早期診斷或治療都非常有幫助。
現(xiàn)有技術(shù)中，可通過(guò)紅外測(cè)溫儀獲得人體各部位的溫度或通過(guò)紅外成
像儀獲得人體的溫度數(shù)據(jù)以及其分布狀況，如紅外光乳腺檢測(cè)儀，人體 體溫測(cè)量?jī)x等，以上的兩種探測(cè)方式其紅外探測(cè)設(shè)備主要是在8jum 12jam
波段對(duì)人體進(jìn)行溫度探測(cè)或是溫度成像，而實(shí)際人體發(fā)出的溫度輻射的特 征光譜(有用信息)并不在上述波段內(nèi)；因此如果采用通常的人體紅外成 像設(shè)備和方案，得到的是人體的溫度數(shù)據(jù)，除了溫度外很難得到和人體健 康有關(guān)的熱輻射特征信息；并且人體某些特定情況下，比如在中醫(yī)的治療 方法下或是產(chǎn)生疾病的情況會(huì)產(chǎn)生一些變化，這些變化也表現(xiàn)在其紅外光 語(yǔ)特性上，而簡(jiǎn)單的采用全波^險(xiǎn)(如8lim 12iam)測(cè)量不能獲得其變化， 并且成像方式也不是光譜成像?，F(xiàn)有技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中存在缺陷，所以有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供了一種人體紅外
特征成像的方法和系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的不能獲得0.8 ~ 2.5 ja m波段 內(nèi)的紅外圖像數(shù)據(jù)，達(dá)到輸出清晰紅外圖像的目的。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種人體紅外特征成像方法，其中，包括如下步驟
A、 獲得一定波段內(nèi)的紅外圖像數(shù)據(jù)；
B、 對(duì)獲得的所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸出所述波段內(nèi)全波段的 紅外圖〗象。
所述的方法，其中，所述步驟A的處理過(guò)程包括通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控 制紅外圖像成像裝置的探測(cè)器對(duì)人體進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，并控制所述紅外圖像 成像裝置在0.8 p m ~ 2.5 jn m波段內(nèi)采集所述紅外圖像數(shù)據(jù)，將釆集后的所 述紅外圖像數(shù)據(jù)通過(guò)圖像釆集卡發(fā)送至所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并存儲(chǔ)。
所述的方法，其中，所述紅外圖像成像裝置是紅外相機(jī)或紅外探測(cè)器。
所述的方法，其中，所述步驟B包括如下的處理
Bl、利用黑體進(jìn)行系統(tǒng)定標(biāo)，將荻得的所述人體紅外圖像數(shù)據(jù)扣除所 述黑體的紅外光譜數(shù)據(jù)，得到新的圖像數(shù)據(jù)；
B2、所述新的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)所述計(jì)算機(jī)處理以圖像的形式顯示出0.8 jli m ~ 2.5 ]u m波段內(nèi)的全波段紅外圖像。
所述的方法，其中，所述系統(tǒng)定標(biāo)的處理過(guò)程包括
Bll、利用所述計(jì)算機(jī)控制所述紅外圖像成像裝置對(duì)人體進(jìn)行測(cè)量，將 獲得的第 一 測(cè)量數(shù)據(jù)保存至所述計(jì)算機(jī)；
B12、利用所述計(jì)算機(jī)控制所述紅外圖像成像裝置對(duì)黑體進(jìn)行測(cè)量，將 獲得的第二測(cè)量數(shù)據(jù)保存至所述計(jì)算機(jī)；B13、用所述第一測(cè)量數(shù)據(jù)減去所述第二測(cè)量數(shù)據(jù)得到所述新的圖像數(shù)據(jù)。
一種人體紅外特征成像系統(tǒng)，其中包括紅外圖像成像裝置，計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)，所述紅外圖像成像裝置與所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，用于獲得一定波段 內(nèi)的紅外圖像^t據(jù)；所述計(jì)算^L系統(tǒng)，用于控制所述紅外成像裝置采集所 述波段內(nèi)的紅外圖像數(shù)據(jù)，讀取所獲得的紅外圖像數(shù)據(jù)并保存，通過(guò)所述 計(jì)算機(jī)軟件對(duì)所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并顯示所述波段內(nèi)全波段的紅
外圖像。
所述的系統(tǒng)，其中所述波段是在0.8jum 2.5jum波段范圍內(nèi)。 所述的系統(tǒng)，其中所述紅外圖像成像裝置是紅外相機(jī)或紅外探測(cè)器。 所述的系統(tǒng)，其中還包括黑體，用于進(jìn)行所述系統(tǒng)的定標(biāo)，得到新
的圖像數(shù)據(jù)，所述黑體工作時(shí)的溫度設(shè)定為皮膚表面的實(shí)測(cè)溫度。
所述的系統(tǒng)，其中還包括測(cè)量平臺(tái)，用于隔離在測(cè)量中周圍環(huán)境熱
源對(duì)人體的干擾。
本發(fā)明的有益效果為采用本發(fā)明 一種人體紅外特征成像的方法和系 統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制紅外圖像成像裝置在0.8 |um~2.5 pm波段內(nèi)對(duì)人 體進(jìn)行成像，并對(duì)獲得的所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸出全波段的紅外 圖像，采用該方法可顯示清晰的人體紅外特征圖像，能夠根據(jù)所輸出的全 波段的紅外特征圖像進(jìn)行較好的識(shí)別，為在紅外特征成像過(guò)程中提供了 一 個(gè)得到精確度較高的圖像成像方法。


圖l為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖2為本發(fā)明測(cè)量方案示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種人體紅外特征成像的方法和系統(tǒng)，為使本發(fā)明的目 的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明
進(jìn)一步if細(xì)i兌明。
為了解決在人體紅外特征成像過(guò)程中所存在的不能得到有效的熱輻射 特征信息的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種人體紅外特征成像的方法和系統(tǒng)，該
方法的核心思想包括通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制紅外圖像成像裝置在0.8jum~ 2.5jLim波段內(nèi)對(duì)人體進(jìn)行成像，并對(duì)獲得的人體紅外圖像數(shù)據(jù)ii行處理， 通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示輸出全波段的紅外圖像供醫(yī)生觀察分析，解決了現(xiàn)有技術(shù) 中沒(méi)有在0.8 |a m ~ 2.5 n m波段內(nèi)對(duì)人體進(jìn)行成像的問(wèn)題。
圖l是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖，該系統(tǒng)包括紅外相機(jī)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中， 紅外相機(jī)包括有探測(cè)器和控制電路，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)紅外相機(jī)的控制電路 與探測(cè)器相連，對(duì)人體進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，并控制采集0.8pm-2.5jLim波段內(nèi) 人體紅外圖像數(shù)據(jù)，紅外相機(jī)的控制電路與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的圖像采集卡相 連將紅外相機(jī)所獲得的紅外圖像數(shù)據(jù)通過(guò)圖像采集卡發(fā)送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并 存儲(chǔ)在硬盤中，通過(guò)計(jì)算機(jī)的分析軟件對(duì)獲得的所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理，并通過(guò)與計(jì)算機(jī)相連的顯示器顯示輸出所需的人體全波段(即0.8|am~ 2.5 ym波^歐范圍)的紅外圖像；本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的功能是用于完 成圖像的采集控制，圖像顯示和人體的圖像處理，由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)完成 圖像的采集控制和圖像顯示處理是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)，所以不做 具體4又述。下面就如何對(duì)獲得的所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理進(jìn)行描述。
上述系統(tǒng)還包括黑體，黑體的作用就是提供系統(tǒng)的定標(biāo)，其黑體在工 作時(shí)溫度設(shè)定為皮膚表面的實(shí)測(cè)溫度；首先，通過(guò)圖2的測(cè)量環(huán)境，利用 計(jì)算機(jī)控制紅外圖像成像裝置(如紅外相機(jī)或面陣紅外探測(cè)器)對(duì)人體進(jìn) 行測(cè)量，將獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)1保存至計(jì)算機(jī)硬盤，然后利用計(jì)算機(jī)控制紅 外圖像成像裝置(如紅外相機(jī)或面陣紅外探測(cè)器)對(duì)黑體進(jìn)行測(cè)量，將獲 得的測(cè)量數(shù)據(jù)2也保存至計(jì)算機(jī)硬盤，用測(cè)量數(shù)據(jù)1減去所述測(cè)量數(shù)據(jù)2(人體體表溫度的黑體輻射值)得到新的圖像數(shù)據(jù)，然后將處理的新的數(shù) 據(jù)以圖像的形式顯示出來(lái)，可以按照輻射強(qiáng)度不同，以偽彩形式顯現(xiàn)，便于醫(yī)
生觀察分析，其中偽彩形式顯現(xiàn)解釋為正常顯示是灰度圖，就是按照探 測(cè)的數(shù)據(jù)按照其強(qiáng)度顯示亮度，比如A點(diǎn)值最大為100 (顯示最亮)，B點(diǎn) 最小為0 (顯示最暗)；但是肉眼分辨能力差，20和21所顯示的就不容易 區(qū)別，所以顯示上我們可以用彩色區(qū)別不同的值，比如紅色表示20，藍(lán)色 表示21，這樣效果比灰度明顯。 —
本發(fā)明扣除黑體輻射的目的是為了獲得更好的顯示效果，由于人體的 紅外信號(hào)等于(特征信號(hào)與同溫黑體輻射信號(hào))相加，而且由于同溫黑體 輻射信號(hào)比較強(qiáng)，所以特征信號(hào)會(huì)湮沒(méi)在其中；比如人體穴位的紅外輻射 測(cè)量值為52,其他皮膚為51，這樣區(qū)別就不明顯，但是如果都扣除同溫度 黑體輻射值50,那么人體穴位的紅外輻射值與其他皮膚紅外輻射值之間就 是兩倍的關(guān)系，所以可得到更加清晰的圖像。
根據(jù)圖2本發(fā)明還包括一個(gè)測(cè)量平臺(tái)，其作用是在測(cè)量中將環(huán)境中的 熱源或者如熱灸刺激時(shí)艾絨燃燒產(chǎn)生的熱源對(duì)人體的千擾隔離；該測(cè)量平 臺(tái)可以是一個(gè)恒溫室，人可以站立其中。這個(gè)恒溫室除了面對(duì)探測(cè)系統(tǒng)的 一面外均采用封閉結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的具體的工作過(guò)程包括如下的步驟
步驟l、測(cè)量時(shí)，人體處于相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境中，通過(guò)探測(cè)平臺(tái)隔離外界 的干擾；
步驟2、計(jì)算機(jī)發(fā)出工作信號(hào)，與計(jì)算機(jī)相連的紅外成像裝置(如紅外 相機(jī)或面陣紅外探測(cè)器)對(duì)人體進(jìn)行紅外成像；
步驟3、通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制紅外圖像成像裝置在0.8 |u m - 2.5 p m波 段內(nèi)對(duì)人體進(jìn)行成像；
步驟4、將紅外圖像成像裝置所獲得的0.8 jli m ~ 2.5 ji m波段內(nèi)圖像數(shù) 據(jù)通過(guò)圖像采集卡發(fā)送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并存儲(chǔ)在硬盤中；
步驟5、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件對(duì)保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的0.8lam 2.5nm波段內(nèi)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即扣除黑體輻射值，以生成新的人體紅外圖像； 步驟6、通過(guò)顯示器顯示0.8 jam - 2.5 jam波段內(nèi)的全波段圖像。 本發(fā)明由于通過(guò)計(jì)算機(jī)控制紅外圖像成像裝置實(shí)現(xiàn)了在0.8jLim~2.5 jam波段對(duì)人體進(jìn)行紅外成像，并對(duì)紅外圖像進(jìn)行處理，顯示清晰的人體 紅外圖像，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能得到有效的熱輻射特征信息的問(wèn)題。
應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡 管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修政或者等同替換，而不脫離本發(fā)明 技術(shù)方案的精神和范風(fēng)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1、一種人體紅外特征成像方法，其特征在于，包括如下步驟A、獲得一定波段內(nèi)的紅外圖像數(shù)據(jù)；B、對(duì)獲得的所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸出所述波段內(nèi)全波段的紅外圖像。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A的處理過(guò) 程包括通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制紅外圖像成像裝置的探測(cè)器對(duì)人體進(jìn)行連續(xù) 監(jiān)測(cè)，并控制所述紅外圖像成像裝置在0.8 ju m ~ 2.5 y m波段內(nèi)釆集所述紅 外圖像數(shù)據(jù)，將采集后的所述紅外圖像數(shù)據(jù)通過(guò)圖像采集卡發(fā)送至所述計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)并存儲(chǔ)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述紅外圖像成像裝 置是紅外相機(jī)或紅外探測(cè)器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括如下 的處理Bl、利用黑體進(jìn)行系統(tǒng)定標(biāo)，將獲得的所述人體紅外圖像數(shù)據(jù)扣除所 述黑體的紅外光譜數(shù)據(jù)，得到新的圖像數(shù)據(jù)；B2、所述新的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)所述計(jì)算機(jī)處理以圖像的形式顯示出0.8 /a m ~ 2.5 ju m波段內(nèi)的全波段紅外圖像。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述系統(tǒng)定標(biāo)的處理 過(guò)程包括Bll、利用所述計(jì)算機(jī)控制所述紅外圖像成像裝置對(duì)人體進(jìn)行測(cè)量，將 獲得的第 一 測(cè)量數(shù)據(jù)保存至所述計(jì)算才幾；B12、利用所述計(jì)算機(jī)控制所述紅外圖像成像裝置對(duì)黑體進(jìn)行測(cè)量，將獲得的第二測(cè)量數(shù)據(jù)保存至所述計(jì)算機(jī)；B13 、用所述第 一測(cè)量數(shù)據(jù)減去所述第二測(cè)量數(shù)據(jù)得到所述新的圖像數(shù)據(jù)。
6、 一種人體紅外特征成像系統(tǒng)，其特征在于包括紅外圖像成像裝 置，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述紅外圖像成像裝置與所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，用于獲 得一定波段內(nèi)的紅外圖像數(shù)據(jù)；所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于控制所迷紅外成像 裝置采集所述波段內(nèi)的紅外圖像數(shù)據(jù)，讀取所獲得的紅外圖像數(shù)據(jù)并保存， 通過(guò)所述計(jì)算機(jī)軟件對(duì)所述紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并顯示所述波段內(nèi)全 波段的紅外圖像。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述波段是在0.8ja m 2.5ym波孚殳范圍內(nèi)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述紅外圖像成像裝 置是紅外相機(jī)或紅外探測(cè)器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括黑體，用于進(jìn) 行所述系統(tǒng)的定標(biāo)，得到新的圖像教據(jù)，所述黑體工作時(shí)的溫度設(shè)定為皮 膚表面的實(shí)測(cè)溫度。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括測(cè)量平臺(tái)，用 于隔離在測(cè)量中周圍環(huán)境熱源對(duì)人體的干擾。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種人體紅外特征成像的方法和系統(tǒng)，該方法包括通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制紅外圖像成像裝置對(duì)人體進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，并控制采集0.8μm～2.5μm波段內(nèi)紅外圖像數(shù)據(jù)，將采集后的所述紅外圖像數(shù)據(jù)通過(guò)圖像采集卡發(fā)送至所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并存儲(chǔ)，將獲得的所述人體紅外圖像數(shù)據(jù)扣除黑體輻射值，得到新的圖像數(shù)據(jù)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)處理以圖像的形式顯示出0.8μm～2.5μm波段內(nèi)的全波段紅外圖像，采用該方法可顯示清晰的人體紅外特征圖像，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能得到有效的熱輻射特征信息的問(wèn)題，為在紅外特征成像過(guò)程中提供了一個(gè)得到精確度較高的圖像成像方法。
文檔編號(hào)A61B5/01GK101427914SQ200810217948
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者張?jiān)? 震 汪, 磊 王, 王戰(zhàn)會(huì), 雷 金 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院