[發明專利]一種紅外熱成像超分辨率的處理方法

有效

• 申請號: 202011012010.9
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112132748B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 唐立軍;楊羽;賀超廣;趙杰峰;涂媛;李宇飛
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/00
• 代理公司: 長沙智路知識產權代理事務所(普通合伙) 43244
• 代理人: 張毅

本發明為一種紅外熱成像超分辨率的處理方法，包括：搭建紅外熱成像分析平臺，所述紅外熱成像分析平臺包括主控制器，以及與所述主控制器分別相連的紅外探測器、存儲模塊、觸摸屏，由紅外探測器檢測被測目標的溫度，傳輸給主控制器；主控制器將所述溫度轉化成低分辨率灰度圖，通過優化的雙線性插值算法將低分辨率灰度圖轉化成高分辨率灰度圖，通過灰度分段線性映射增強圖像視覺效果，再將增強圖像視覺效果后的高分辨率灰度圖轉化成高分辨率偽彩圖；將高分辨率偽彩圖和被測目標的溫度通過觸摸屏顯示，并存儲于存儲器中。本發明通過優化的雙線性插值算法、灰度分段線性映射、偽彩色處理實現圖像增強，得到超分辨率的清晰的紅外熱成像。

技術領域

本發明涉及紅外熱成像技術領域，尤其涉及一種紅外熱成像超分辨率的處理方法。

背景技術

所有高于絕對零度(-273℃)的物體都會發出紅外輻射。利用某種特殊的電子裝置將物體表面的溫度分布轉換成人眼可見的紅外熱像圖，并以不同顏色顯示物體表面溫度分布的技術稱之為紅外熱成像技術，這種電子裝置稱為紅外熱成像儀。紅外熱像圖可以反映出被測物體自身狀態特別是表面狀態的重要信息，還可以提供普通可見光圖像無法提供的物體輻射率、狀態異常等信息，借助于紅外熱像圖可以快速獲取被測物體的狀態和溫度信息，并且還可以將紅外熱像圖記錄下來，以便進一步分析，因此紅外熱像圖的質量是紅外熱成像技術應用效果的關鍵。但是紅外熱像圖與物體表面的熱分布場相對應，實際被測目標物體各部分紅外輻射的熱像分布圖由于信號非常弱，導致與可見光圖像相比，缺少層次和立體感；再者，紅外圖像的采集過程中，需要經過光學系統、光電轉換和信號處理等過程，使得最終的紅外熱像圖具有目標與背景對比度差、目標邊緣輪廓模糊、非均勻性差、信噪比低等缺陷。雖然也有對成像進行圖像增強處理的方法，但一般通過提高數據量或改進去噪技術及采用殘差網絡均可實現紅外熱成像的超分辨率，但會增加一定的計算量。因此，需要一種低計算量的紅外熱成像圖像增強處理方法，實現紅外熱成像的超分辨率。

發明內容

(一)要解決的技術問題

基于上述問題，本發明提供一種紅外熱成像超分辨率的處理方法，通過優化的雙線性插值算法、灰度分段線性映射、偽彩色處理實現圖像增強，得到超分辨率的清晰的紅外熱成像。

(二)技術方案

基于上述的技術問題，本發明提供一種紅外熱成像超分辨率的處理方法，包括以下步驟：

S1、搭建紅外熱成像分析平臺，所述紅外熱成像分析平臺包括主控制器，以及與所述主控制器分別相連的紅外探測器、存儲模塊、觸摸屏，由紅外探測器檢測被測目標的溫度，傳輸給主控制器；

S2、所述主控制器將所述溫度轉化成低分辨率灰度圖，通過優化的雙線性插值算法將所述低分辨率灰度圖轉化成高分辨率灰度圖，通過灰度分段線性映射增強圖像視覺效果，再將增強圖像視覺效果后的所述高分辨率灰度圖轉化成高分辨率偽彩圖；

S3、將所述高分辨率偽彩圖和被測目標的各像素點的溫度通過觸摸屏顯示，并存儲于存儲器中。

進一步的，所述優化的雙線性插值算法為：

其中，Δx為插值像素點距低溫點的距離，Q₁、Q₂為原始像素點,Q_n為插值像素點結果。

進一步的，所述灰度分段線性映射的計算公式為：

其中，x為原始灰度，y為灰度轉換值，i為按鍵可調值，n為不定值。

進一步的，將增強圖像視覺效果后的所述高分辨率灰度圖轉化成高分辨率偽彩圖的轉化公式為：