一種紅外圖像的溫度標定處理方法
【專利摘要】本發(fā)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：上層軟件將需要標定點的坐標或需要標定區(qū)域的坐標傳給機芯硬件；上層軟件下發(fā)圖像溫度標定類型；硬件獲取坐標信息；計算內(nèi)切該標定區(qū)域的最小矩形框；獲取圖像，圖像采集按一定序列傳輸，當圖像序列傳輸?shù)骄匦螀^(qū)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(shù)據(jù)，根據(jù)溫度標定類型進行相關(guān)計算得到相關(guān)數(shù)據(jù)；進行灰度到溫度的轉(zhuǎn)換計算；一幅圖像傳輸完成，相關(guān)標定區(qū)域的溫度信息通過一定通信方式上報上層軟件完成溫度標定。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)在高分辨率圖像溫度標定上暴露的缺點，軟硬件相結(jié)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紅外熱像【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種紅外圖像的溫度標定處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]紅外熱成像灰度信息本身就是反應(yīng)的目標的溫度信息，通過灰度到溫度的映射轉(zhuǎn)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(yīng)用于非接觸式的目標溫度分布測定。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的紅外溫度標定在紅外熱成像系統(tǒng)的主控處理器上進行，通常采用純軟件處理的方法，先將圖像原始幀傳輸?shù)街骺靥幚砥鬟M行存儲，然后根據(jù)所要標識的區(qū)域的位置從存儲的圖像幀中取出相關(guān)像素灰度進行運算得到溫度值，其缺點在于:
1.根據(jù)紅外圖像的特點，紅外圖像溫度標定需要使用未經(jīng)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(xiàn)溫度標定的高精度，需要保留灰度數(shù)據(jù)的高位寬，導致機芯和主控處理器數(shù)據(jù)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，隨著紅外探測器分辨率的增加，采樣速率大幅增大，數(shù)據(jù)傳輸量巨大，對接口速率和存儲資源都是巨大挑戰(zhàn)；另外通過軟件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(shù)據(jù)為例，320x240分辨率的紅外探測器，數(shù)據(jù)量是75Kxl6，幀頻60Hz的采樣頻率是5M，分辨率到640x480，數(shù)據(jù)量是300Kxl6，幀頻60Hz的采樣率增加到20M，分辨率到1024x768，數(shù)據(jù)量是768Kxl6，幀頻60Hz的采樣率增加到50M，到高清級別，數(shù)據(jù)量是2025Kxl6，幀頻60Hz的采樣率增加到130M，
隨著探測器分辨率的增加，數(shù)據(jù)量增大的同時采樣速率也大幅提高，所以目前傳統(tǒng)的處理方法只能適用于低分辨率的紅外圖像，隨著技術(shù)的發(fā)展，這種方法的處理能力缺點將凸顯出來。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)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件加速處理單元，省去原始幀在主控處理器的存儲和傳輸，實現(xiàn)實時紅外圖像溫度標定的方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種紅外圖像溫度標定處理方法，它包括以下步驟:
S1:上層軟件將需要標定點的坐標或需要標定區(qū)域的坐標通過一定的通信方式傳給機芯硬件；
52:上層軟件下發(fā)圖像溫度標定類型，如單點溫度，區(qū)域平均溫度，最高溫度或者最低溫度;
53:硬件獲取坐標信息；
S4:計算內(nèi)切該標定區(qū)域的最小矩形框，開設(shè)內(nèi)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(yīng)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，圖像采集按一定序列傳輸，當圖像序列傳輸?shù)骄匦螀^(qū)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(shù)據(jù)，根據(jù)溫度標定類型進行相關(guān)計算得到相關(guān)數(shù)據(jù)；
56:進行灰度到溫度的轉(zhuǎn)換計算；
57:—幅圖像傳輸完成，相關(guān)標定區(qū)域的溫度信息通過一定通信方式上報上層軟件完成溫度標定。
[0006]所述步驟SI中需要標定區(qū)域為規(guī)則區(qū)域時，坐標可只傳輸關(guān)鍵坐標點，減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
[0007]所述步驟S3中，若需要標定區(qū)域是規(guī)則圖形，通過關(guān)鍵點計算出所有需要標定區(qū)域內(nèi)的坐標點；若需要標定區(qū)域為不規(guī)則圖形，則需要上層軟件下放所有需要標定點的坐標信息。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)在高分辨率圖像溫度標定上暴露的缺點，軟硬件相結(jié)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.軟硬件結(jié)合，充分發(fā)揮各自處理能力的優(yōu)勢，
2.不需要幀存儲，節(jié)約硬件資源，
3.傳輸數(shù)據(jù)少，接口簡單，通信效率快，
4.硬件處理速度快，實時性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的軟件流程框圖；
圖2為本發(fā)明的軟件中各函數(shù)對相應(yīng)硬件模塊的調(diào)用和硬件模塊的數(shù)據(jù)走向。

【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0011]如圖1所示，如系統(tǒng)需要標定一個不規(guī)則區(qū)域的平均溫度和最大溫度，通信接口采用通用串行接口，步驟如下:
1.上層軟件通過串口向底層硬件發(fā)送標定區(qū)域類型，本實例中為不規(guī)則圖形；
2.上層軟件發(fā)送不規(guī)則區(qū)域的坐標數(shù)據(jù)，如()，()，()，……；
3.上層軟件發(fā)送溫度標定類型，本實例中為平均溫度，最大溫度點；
4.硬件系統(tǒng)獲取相關(guān)信息(本實例中為區(qū)域類型，坐標關(guān)鍵點，溫度標定類型)，通過硬件內(nèi)置加速運算引擎計算出可以完全內(nèi)切此標定區(qū)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(qū)域坐標點的行最小值row_min和最大值row_max,
2)找到標定區(qū)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采用兩兩比較的方法，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，然后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后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，硬件釆用同步計算，加快處理速度。
[0012]4)最小矩形區(qū)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)硬件內(nèi)部開設(shè)矩形框大小的存儲單元，存儲位寬是I位，將需要標定的區(qū)域設(shè)置標志1，其他區(qū)域設(shè)置O;
5.新的一巾貞灰度圖像釆樣開始時，當數(shù)據(jù)釆樣到row—min和col—min時候開始讀取存儲區(qū)域內(nèi)的標志信號，當標志信號為I時對像素數(shù)據(jù)做相應(yīng)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:
累加標志位為I的灰度值sum—gray，并統(tǒng)計個數(shù)sum—cnt，當(row—max，col—max)像素結(jié)束時，平均值為:
ave_gray = sum—gray/sum—cnt
求取最大值得方式是:
對標志位為I的第一個像素灰度標記為max—gray，然后像素序列后邊的每一個標志位為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(jié)束時，max—gray即為統(tǒng)計出來的最大像素。
[0013]6.根據(jù)灰度溫度轉(zhuǎn)換公式t=f (gray)，計算出平均灰度和取大灰度對應(yīng)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返回給上層軟件，完成指定區(qū)域的溫度標定。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外圖像溫度標定處理方法，其特征在于:它包括以下步驟: S1:上層軟件將需要標定點的坐標或需要標定區(qū)域的坐標通過一定的通信方式傳給機芯硬件； 52:上層軟件下發(fā)圖像溫度標定類型，如單點溫度，區(qū)域平均溫度，最高溫度或者最低溫度; 53:硬件獲取坐標信息； S4:計算內(nèi)切該標定區(qū)域的最小矩形框，開設(shè)內(nèi)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(yīng)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，圖像采集按一定序列傳輸，當圖像序列傳輸?shù)骄匦螀^(qū)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(shù)據(jù)，根據(jù)溫度標定類型進行相關(guān)計算得到相關(guān)數(shù)據(jù)； 56:進行灰度到溫度的轉(zhuǎn)換計算； 57:一幅圖像傳輸完成，相關(guān)標定區(qū)域的溫度信息通過一定通信方式上報上層軟件完成溫度標定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外圖像溫度標定處理方法，其特征在于:所述步驟SI中需要標定區(qū)域為規(guī)則區(qū)域時，坐標可只傳輸關(guān)鍵坐標點，減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外圖像溫度標定處理方法，其特征在于:所述步驟S3中，若需要標定區(qū)域是規(guī)則圖形，通過關(guān)鍵點計算出所有需要標定區(qū)域內(nèi)的坐標點；若需要標定區(qū)域為不規(guī)則圖形，則需要上層軟件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(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】曾衡東 申請人:成都市晶林科技有限公司