一种温宽动态调节方法和装置
阅读说明：本技术 一种温宽动态调节方法和装置 (Temperature width dynamic adjustment method and device ) 是由 胡玥 杜文 张子月 杜武 江文华 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种温宽动态调节方法和装置。其方法部分主要包括：根据待观测场景的温度分布情况选择合适的图像预处理方法,将灰度值进行映射处理,以增强图像的质量；启用动态调节模式,将实际场景中的最值温度映射至动态调节模式下的最值温度等级；通过重复变更温度等级范围,确定需要重点观测的目标温度范围；获取最终调节后的观测画面。本发明可以根据使用者的需求灵活的保留关注区域,弱化非关注区域,避免了非关注区域温度变化对关注区域温度的影响,且保证了关注区域的图像细节度和真实度。(The invention relates to a temperature width dynamic adjusting method and a temperature width dynamic adjusting device. The method mainly comprises the following steps: selecting a proper image preprocessing method according to the temperature distribution condition of a scene to be observed, and mapping the gray value to enhance the quality of the image; starting a dynamic regulation mode, and mapping the maximum temperature in the actual scene to the maximum temperature grade in the dynamic regulation mode; determining a target temperature range needing to be observed in a key manner by repeatedly changing the temperature grade range; and acquiring the finally adjusted observation picture. The method and the device can flexibly reserve the attention area according to the requirement of a user, weaken the non-attention area, avoid the influence of the temperature change of the non-attention area on the temperature of the attention area, and ensure the image detail degree and the reality degree of the attention area.)
【
技术领域
】本发明涉及红外热像仪测温领域，特别是涉及一种温宽动态调节方法和装置。
【
背景技术
】红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
在现有的红外热像仪测温领域，温度数据可被处理为可视化的红外画面，但现有的红外画面中对关注区域画面的凸显均存在破坏画面原有红外成像效果的问题，单一方法的温度区域凸显或标记无法保证关注区域画面的真实度和细节度。
鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决上述技术问题，提供一种可动态调节温度范围、获取关注区域无失真高细节度温度画面的方法，是本
技术领域
待解决的难题。【
发明内容
】针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种温宽动态调节方法和装置，可动态的调节目标温度范围，并只保留目标温度范围内观测物体的红外画面，对目标温度范围以外的画面做单色覆盖处理，可凸显被关注区域，避免非关注区域对关注区域画面色彩的影响。
本发明实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种温宽动态调节方法，包括：根据待观测场景的温度分布情况选择合适的图像预处理方法，将灰度值进行映射处理，以增强图像的质量；
启用动态调节模式，将实际场景中的最值温度映射至动态调节模式下的最值温度等级；
通过重复变更温度等级范围，确定需要重点观测的目标温度范围；
获取最终调节后的观测画面。
进一步的，所述根据待观测场景的温度分布情况选择合适的图像预处理方法，将灰度值进行映射处理，以增强图像的质量具体包括：
在待观测场景下开启产品，观察待观测场景的温度分布情况；
若待观测场景中温度分布较为均匀，则使用线性灰度映射方法进行图像预处理；
若待观测场景中温度分布不均匀，则使用直方图均衡方法进行图像预处理。
进一步的，所述线性灰度映射方法具体包括：按线性映射的规则修改原始图像的每一个像素的灰度值，从而改变图像灰度的动态范围。
进一步的，所述直方图均衡方法具体包括：将图像进行直方图均衡化，使得图像灰度级分布概率相同。
进一步的，在进行直方图均衡化之前，对图像的灰度范围做归一化处理，将灰度范围化为[0,1]。
进一步的，所述图像灰度级量化为8bit，所述图像灰度级范围为[0,255]。
进一步的，所述启用动态调节模式，将实际场景中的最值温度映射至动态调节模式下的最值温度等级具体包括：
启用动态调节功能，得到实际场景中的最高温度和最低温度，根据所选算法将灰度级重新进行映射后得到最高温度等级值TH和最低温度等级值TL。
进一步的，所述通过重复变更温度等级范围，确定需要重点观测的目标温度范围具体包括：
选取高于当前最低温度等级值的温度值Tl，若某像素点温度值t1满足TL≤t1≤Tl，则将该像素点的灰度值全部赋值为最低灰度值，其他像素点灰度值不变；
选取低于当前最高温度等级值的温度值Th，如果某像素点温度值t2满足Th≤t2≤TH，则将该像素点的灰度值全部赋值为最高灰度值，其他像素点灰度值不变；
重复Tl、Th的选取步骤，观察温度图像，直至确定t1和t2为需要重点观测的目标温度范围。
进一步的，所述获取最终调节后的观测画面具体包括：
通过获取到的目标温度范围来对成像的结果进行处理，从而获取目标温度范围对应的观测目标的红外温度画面。
另一方面，本发明提供了一种温宽动态调节装置，具体为：包括至少一个处理器和存储器，至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，存储器存储能被至少一个处理器执行的指令，指令在被处理器执行后，用于完成第一方面中的温宽动态调节方法。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：本发明提供的温宽动态调节方法根据使用者的需求灵活的保留关注区域，弱化非关注区域，避免了非关注区域温度变化对关注区域温度的影响，且保证了关注区域的图像细节度和真实度。
【
附图说明
】为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的一种温宽动态调节方法流程图；
图2为本发明实施例1提供的步骤100具体流程图；
图3为本发明实施例1提供的步骤300具体流程图；
图4为本发明实施例2提供的一种温宽动态调节系统模块框图；
图5为本发明实施例3提供的一种温宽动态调节装置结构示意图。
【
具体实施方式
】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。
实施例1：
如图1所示，本发明实施例提供一种温宽动态调节方法，具体步骤如下。
步骤100：根据待观测场景的温度分布情况选择合适的图像预处理方法，将灰度值进行映射处理，以增强图像的质量。
步骤200：启用动态调节模式，将实际场景中的最值温度映射至动态调节模式下的最值温度等级。
步骤300：通过重复变更温度等级范围，确定需要重点观测的目标温度范围。
步骤400：获取最终调节后的观测画面。
在本优选实施例中，实行上述步骤前还需要进行一步准备工作：根据需要选择合适的外红待观测场景。具体的，需要先选取合适的产品，将产品调节至合适的观测角度和观测距离，保证观测场景可用性。
在准备工作完成后，进行步骤100，具体的，如图2所示，在本优选实施例中，步骤100可扩展为：
步骤101：在待观测场景下开启产品，观察待观测场景的温度分布情况。
步骤102：若待观测场景中温度分布较为均匀，则使用线性灰度映射方法进行图像预处理。
步骤103：若待观测场景中温度分布不均匀，则使用直方图均衡方法进行图像预处理。
上述步骤102与步骤103为并列关系，根据待观测场景中温度分布情况来选择执行哪一步骤。
其中，步骤102的方法是按线性映射的规则修改原始图像的每一个像素的灰度值，从而改变图像灰度的动态范围。它可以使灰度动态范围扩展，根据需要将图像灰度映射至整个灰度级范围。
步骤102中线性灰度增强的原理为：在同一幅图像中，对输入图像的每一个像素点，其灰度值都按照下式(1)的线性函数进行映射，对于整个图像灰度级的调整不需要考虑像素在图像中的位置，直接对图像的灰度值进行调整。
设输入图像为f(x,y)，处理后的图像为g(x,y)，如果原图像f(x,y)的灰度范围为[a,b]，线性调整后的图像g(x,y)的灰度范围是[c,d]，则线性灰度增强可以表示为以下数学变换式：
步骤103中直方图均衡方法具体包括：将图像进行直方图均衡化，使得图像灰度级分布概率相同。具体的，在直方图中，如果灰度集中于高灰度区域，图像低灰度就不容易分辨，如果灰度级集中于低灰度区域，那么高灰度就不容易分辨。为了能够让高低灰度都容易分辨，最好的办法是将图像进行转换，使得灰度级分布概率相同。这就是直方图均衡的目的。
一般为了便于讨论，在进行直方图均衡化操作前，要对图像的灰度范围做归一化处理，即把灰度范围化为[0,1]。首先做如下假设，要处理的原始图像灰度值用r(0≤r≤1)表示，其概率密度用pr(r)表示，变换后图像的像素灰度值用s表示，概率密度用ps(s)表示。假设图像经过如下变换：
s＝T(r)，0≤r≤L-1 (2)
其变换函数s＝T(r)满足如下条件：
(a)：函数T(r)是单指且单调递增的，该条件保证了在转换过程中的单指映射且转换后的图像灰度不出现反转现象。
(b)：当0≤r≤1时0≤T(r)≤L-1，该条件限制了灰度级于输入灰度级具有相同的灰度级范围。
上述式子中，L为灰度级。目的是使得灰度级概率分布相等：
变换前灰度级分布和变换后灰度级分布关系可表示为：
因此有：
T′(r)＝(L-1)pr(r) (5)
积分有：
离散化表示：
设图像灰度级量化为8bit，即图像的灰度级范围为[0,255]，N表示总像素数。
在本优选实施例中，步骤200(启用动态调节模式，将实际场景中的最值温度映射至动态调节模式下的最值温度等级)可扩展为：启用动态调节功能，得到实际场景中的最高温度和最低温度，根据所选算法将灰度级重新进行映射后得到最高温度等级值TH和最低温度等级值TL。
如图3所示，在本优选实施例中，步骤300(通过重复变更温度等级范围，确定需要重点观测的目标温度范围)可扩展为：
步骤301：选取高于当前最低温度等级值的温度值(Tl)，若某像素点温度值(t1)满足条件(TL≤t1≤Tl)，则将该像素点的灰度值全部赋值为最低灰度值，其他像素点灰度值不变；在上述设定图像的灰度级范围为[0,255]情况下，该步骤中赋值的最低灰度值为0。
步骤302：选取低于当前最高温度等级值的温度值(Th)，如果某像素点温度值(t2)满足条件(Th≤t2≤TH)，则将该像素点的灰度值全部赋值为最高灰度值，其他像素点灰度值不变；在上述设定图像的灰度级范围为[0,255]情况下，该步骤中赋值的最高灰度值为255。
步骤303：重复步骤301以及步骤302，观察温度图像，直至确定需要重点观测的目标温度范围：t1和t2。
在本优选实施例中，步骤400(获取最终调节后的观测画面)具体包括：通过获取到的目标温度范围来对成像的结果进行处理，从而获取目标温度范围对应的观测目标的红外温度画面。
本发明提供的温宽动态调节方法根据使用者的需求灵活的保留关注区域，弱化非关注区域，避免了非关注区域温度变化对关注区域温度的影响，且保证了关注区域的图像细节度和真实度。
实施例2：
基于实施例1提供的温宽动态调节方法，本实施例2提供与实施例1对应的一种温宽动态调节系统，如图4所示，该系统包括图像预处理模块、动态调节模块以及成像处理模块。
在本优选实施例中，所述图像预处理模块用于根据待观测场景的温度分布情况选择合适的图像预处理方法，将灰度值进行映射处理，以增强图像的质量。具体的，对于所述的图像预处理模块，还可细分为温度分布获取模块、温度分布判断模块、线性灰度映射模块以及直方图均衡模块，其中，温度分布获取模块用于观察待观测场景的温度分布情况；温度分布判断模块用于判断温度分布是否均匀；线性灰度映射模块用于在温度分布较为均匀时使用线性灰度映射方法进行图像预处理；直方图均衡模块用于在温度分布不均匀时使用直方图均衡方法进行图像预处理。上述各模块具体处理过程与实施例1中步骤100的详细过程相对应，在此不再赘述。
在本优选实施例中，所述动态调节模块用于启用动态调节模式，将实际场景中的最值温度映射至动态调节模式下的最值温度等级，然后通过重复变更温度等级范围，确定需要重点观测的目标温度范围。具体的，对于所述的动态调节模块，还可细分为最值温度等级获取模块、最低灰度值赋值模块、最高灰度值赋值模块以及目标温度范围确定模块，其中，最值温度等级获取模块用于启用动态调节功能，得到实际场景中的最高温度和最低温度，根据所选算法将灰度级重新进行映射后得到最高温度等级值TH和最低温度等级值TL；所述最低灰度值赋值模块用于选取高于当前最低温度等级值的温度值Tl，若某像素点温度值t1满足TL≤t1≤Tl，则将该像素点的灰度值全部赋值为最低灰度值，其他像素点灰度值不变；所述最高灰度值赋值模块用于选取低于当前最高温度等级值的温度值Th，如果某像素点温度值t2满足Th≤t2≤TH，则将该像素点的灰度值全部赋值为最高灰度值，其他像素点灰度值不变；所述目标温度范围确定模块用于在最低灰度值赋值模块与最高灰度值赋值模块的重复工作中，观察温度图像，直至确定t1和t2为需要重点观测的目标温度范围。上述各模块具体处理过程与实施例1中步骤200、步骤300的详细过程相对应，在此不再赘述。
在本优选实施例中，所述成像处理模块用于通过获取到的目标温度范围来对成像的结果进行处理，从而获取目标温度范围对应的观测目标的红外温度画面。
本实施例中，上述各个模块之间通过协同处理以达到下述技术效果：根据使用者的需求灵活的保留关注区域，弱化非关注区域，避免非关注区域温度变化对关注区域温度的影响，且保证关注区域的图像细节度和真实度。各模块间协同处理的流程与步骤详见实施例1，在此不再赘述。
实施例3：
在上述实施例1至实施例2提供的温宽动态调节方法与系统的基础上，本发明还提供了一种可用于实现上述方法及系统的温宽动态调节装置，如图5所示，是本发明实施例的装置架构示意图。本实施例的温宽动态调节装置包括一个或多个处理器21以及存储器22。其中，图5中以一个处理器21为例。
处理器21和存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器22作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例1至实施例2中的温宽动态调节方法、系统。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行温宽动态调节装置的各种功能应用以及数据处理，即实现实施例1至实施例2的温宽动态调节方法及系统。
存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
程序指令/模块存储在存储器22中，当被一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例1至实施例2中的温宽动态调节方法、系统，例如，执行以上描述的图1和图4所示的各个步骤及模块功能。
本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ReadOnlyMemory，简写为：ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，简写为：RAM)、磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。