[發明專利]一種基于圖像數據歸一化技術的測溫方法

有效

• 申請號: 202010041128.8
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111207833B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 張劍;張志強;李婷;于旭東;周玉梅
• 申請（專利權）人: 中科和光（天津）應用激光技術研究所有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/08
• 代理公司: 天津市新天方專利代理有限責任公司 12104
• 代理人: 王偉

本發明是一種基于圖像數據歸一化技術的測溫方法，包括以下步驟：(1)非制冷紅外熱像儀開機至熱平衡；(2)得到非均勻校正后的圖像；(3)盲元剔除；(4)用非制冷紅外熱像儀測量黑體輻射，獲得各溫度T_i下對應的某一像素圖像灰度值數據；(5)對圖像灰度值數據進行歸一化處理；(6)建立歸一化圖像灰度值與溫度關系的測溫數學模型；(7)利用測溫數學模型計算各灰度下對應的溫度值，在測溫數學模型中輸入的圖像灰度值需要按照步驟(5)進行歸一化。通過本發明的測溫方法，用歸一化圖像數據與溫度的關系，擬合出曲線模型，利用此模型進行測溫不僅能提高測溫精度，而且能提高重復性精度，即每次開機利用同一像素測溫結果變化不大。

技術領域

本發明涉及紅外測溫技術領域，尤其涉及一種基于圖像數據歸一化技術的測溫方法。

背景技術

紅外熱成像技術即通過紅外傳感器接收位于一定距離的被測目標所發出的紅外輻射，再由信號處理系統轉變成為目標的視頻熱圖像的一種技術，它將物體的熱分布轉換為可視圖像，并在監視器上以灰度級或偽彩色顯示出來，從而得到被測目標的溫度分布場。紅外熱成像測溫技術為非接觸式測溫，因其具有響應速度快、不破壞被測對象的溫度場以及可在線檢測某些難以接觸或禁止接觸的被測目標等特點，該技術得到了廣泛應用，現有的一些紅外測溫方法測溫精度低，有待改進。

發明內容

本發明旨在為紅外測溫提供一定的指導，而提供一種基于圖像數據歸一化技術的測溫方法。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：

一種基于圖像數據歸一化技術的測溫方法，包括以下步驟：

(1)非制冷紅外熱像儀開機，等待非制冷紅外熱像儀至熱平衡；

(2)圖像進行非均勻校正，得到非均勻校正后的圖像；

(3)盲元剔除；

(4)用非制冷紅外熱像儀測量黑體輻射，獲得各溫度T_i下對應的某一像素圖像灰度值數據gray0(m,n)；

(5)對圖像灰度值數據進行歸一化處理；

(6)建立歸一化圖像灰度值與溫度關系的測溫數學模型；

(7)利用步驟(6)中的測溫數學模型計算各灰度下對應的溫度值，在測溫數學模型中輸入的圖像灰度值需要按照步驟(5)進行歸一化。

特別的，所述步驟(1)中非制冷紅外熱像儀的紅外探測器焦平面溫度不再上升即達到熱平衡。

特別的，所述步驟(5)中對圖像灰度數值進行歸一化處理的具體步驟為：

(5.1)將非制冷紅外熱像儀的擋片閉合，記錄擋片閉合時獲取的均勻面圖像的灰度平均值mean；

(5.2)將圖像灰度值gray0(m,n)減去均勻面圖像的灰度平均值mean，得出歸一化圖像值gray1(m,n)＝gray0(m,n)-mean，將不同溫度下的gray1(m,n)記錄為x_i。

特別的，所述步驟(6)中建立測溫數學模型的具體步驟包括：

(6.1)將各溫度T_i下的歸一化圖像值與溫度值進行曲線擬合，計算曲線參數；

(6.2)建立模型方程：T_i＝A*x_i²+B*x_i+C，其中T_i為溫度，x_i是溫度為T_i時的灰度值經歸一化后的數值，A、B、C是所要獲得的模型參數；

(6.3)通過擬合，獲得參數A、B、C；

(6.4)輸出模型方程。