本發(fā)明涉及紅外測溫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紅外熱圖像的溫度提取方法及裝置。

背景技術(shù)：

自然界中的物體，只要其溫度高于絕對零度，就會向外發(fā)出射線，利用這些射線的探測和收集，可以獲取到所需的物理量，如溫度測量等。紅外測溫技術(shù)是一種可以實(shí)現(xiàn)物體表面溫度快速測量的技術(shù)，其具有測溫速度快、測溫面積大、分辨率高、非接觸、不干擾被測物體表面溫度場等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域中。

在利用紅外測溫技術(shù)對電力設(shè)備的帶電檢測中，用專業(yè)的紅外成像儀器可以得到相對應(yīng)的紅外熱圖像。由于紅外熱圖像本身在很大程度上取決于圖像的拍攝過程以及拍攝該紅外熱圖像的紅外成像儀器的性能，因此采集到的一幅紅外熱圖像，如果不在其配套的軟件上查看該紅外熱圖像時，是無法獲取整幅圖像上的溫度數(shù)據(jù)的，所以不能有效地進(jìn)行二次分析，導(dǎo)致紅外熱圖像的檢測利用率不高，所以對紅外熱圖像中各像素的溫度提取和研究顯的尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種紅外熱圖像的溫度提取方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法直接獲取已拍攝的紅外熱圖像中包含的溫度數(shù)據(jù)的問題。

第一方面，本發(fā)明提供一種紅外熱圖像的溫度提取方法，包括：

獲取紅外熱圖像；

根據(jù)所述紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖，對所述紅外熱圖像中各像素進(jìn)行插值處理，提取所述紅外熱圖像各像素的溫度值。

作為第一方面的優(yōu)選方式，所述獲取紅外熱圖像的步驟之后，還包括：

對所述紅外熱圖像及其溫寬條進(jìn)行同樣的灰度化處理，獲取所述紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖。

作為第一方面的優(yōu)選方式，所述對所述紅外熱圖像及其溫寬條進(jìn)行同樣的灰度化處理，獲取所述紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖的步驟包括：

獲取所述紅外熱圖像及其溫寬條中各像素的R分量、G分量和B分量；

將各所述像素的R分量、G分量和B分量中的最大值作為所述像素的灰度值輸出，生成所述紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖。

作為第一方面的優(yōu)選方式，所述根據(jù)所述紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖，對所述紅外熱圖像中各像素進(jìn)行插值處理，提取所述紅外熱圖像各像素的溫度值的步驟包括：

根據(jù)所述紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖，獲取所述紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖中各像素對應(yīng)的溫度值；

根據(jù)雙線性插值算法對所述紅外熱圖像的灰度圖中各像素進(jìn)行插值處理，然后通過與所述紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖中各像素對應(yīng)的溫度值比較，對所述紅外熱圖像的各像素的溫度值進(jìn)行提取。

作為第一方面的優(yōu)選方式，所述根據(jù)所述紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖，對所述紅外熱圖像中各像素進(jìn)行插值處理，提取所述紅外熱圖像各像素的溫度值的步驟之后，還包括：

對提取的所述紅外熱圖像各像素的溫度值進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償處理，得到精度更高的所述紅外熱圖像各像素的溫度值。

第二方面，本發(fā)明提供一種紅外熱圖像的溫度提取裝置，包括：

圖像獲取單元，用于獲取紅外熱圖像；

處理單元，用于根據(jù)所述紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖，對所述紅外熱圖像中各像素進(jìn)行插值處理，提取所述紅外熱圖像各像素的溫度值。

作為第二方面的優(yōu)選方式，還包括：

灰度圖獲取單元，用于對所述紅外熱圖像及其溫寬條進(jìn)行同樣的灰度化處理，獲取所述紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖。

作為第二方面的優(yōu)選方式，所述灰度圖獲取單元具體包括：

像素分量獲取單元，用于獲取所述紅外熱圖像及其溫寬條中各像素的R分量、G分量和B分量；

灰度圖生成單元，用于將各所述像素的R分量、G分量和B分量中的最大值作為所述像素的灰度值輸出，生成所述紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖。

作為第二方面的優(yōu)選方式，所述處理單元具體包括：

像素溫度對應(yīng)單元，用于根據(jù)所述紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖，獲取所述紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖中各像素對應(yīng)的溫度值；

像素溫度提取單元，根據(jù)雙線性插值算法對所述紅外熱圖像的灰度圖中各像素進(jìn)行插值處理，然后通過與所述紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖中各像素對應(yīng)的溫度值比較，對所述紅外熱圖像的各像素的溫度值進(jìn)行提取。

作為第二方面的優(yōu)選方式，還包括：

校準(zhǔn)補(bǔ)償單元，用于對提取的所述紅外熱圖像各像素的溫度值進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償處理，得到精度更高的所述紅外熱圖像各像素的溫度值。

本發(fā)明提供的一種紅外熱圖像的溫度提取方法及裝置，通過將紅外熱圖像及其溫寬條進(jìn)行同樣的灰度化處理，在已知溫寬條上的像素對應(yīng)的溫度值情況下，利用雙線性插值算法對紅外熱圖像上各像素做插值處理后即可得到較精確的紅外熱圖像上各像素的溫度值，從而可獲取已拍攝的紅外熱圖像中包含的溫度數(shù)據(jù)，便于對已拍攝的紅外熱圖像進(jìn)行二次分析以發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的故障，使紅外熱圖像的利用率提高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種紅外熱圖像的溫度提取方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種紅外熱圖像的溫度提取方法的流程圖；

圖3為圖2中步驟202的具體流程圖；

圖4為圖2中步驟203的具體流程圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種紅外熱圖像的溫度提取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種紅外熱圖像的溫度提取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖6中灰度圖獲取單元的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖6中處理單元的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種紅外熱圖像的溫度提取方法，參照圖1所示，該方法包括：

101、獲取紅外熱圖像。

本實(shí)施例中，對紅外熱圖像的獲取方式及獲取設(shè)備不做要求，其圖像格式可以是JPEG、TIFF、BMP、PNG、GIF等，均可以采用本實(shí)施例中的方法進(jìn)行溫度提取。獲取到的紅外熱圖像還應(yīng)包括其溫寬條。

102、根據(jù)紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖，對紅外熱圖像中各像素進(jìn)行插值處理，提取紅外熱圖像各像素的溫度值。

當(dāng)獲取到紅外熱圖像后，即可進(jìn)一步獲取到該紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖。然后根據(jù)該紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖，對紅外熱圖像中各像素進(jìn)行插值處理。由于溫寬條的灰度圖中各像素對應(yīng)的溫度值是已知的，從而可根據(jù)該對應(yīng)的溫度值，經(jīng)過對紅外熱圖像上每一個像素的插值處理，進(jìn)一步得到紅外熱圖像上各像素的溫度值。

本實(shí)施例中，根據(jù)紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖，在已知溫寬條上的像素對應(yīng)的溫度值情況下，對紅外熱圖像上各像素做插值處理后即可得到較精確的紅外熱圖像上各像素的溫度值，從而可獲取已拍攝的紅外熱圖像中包含的溫度數(shù)據(jù)，便于對已拍攝的紅外熱圖像進(jìn)行二次分析以發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的故障，使紅外熱圖像的利用率提高。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種紅外熱圖像的溫度提取方法，參照圖2所示，該方法包括：

201、獲取紅外熱圖像。

獲取到的紅外熱圖像還應(yīng)包括其溫寬條。步驟201的執(zhí)行過程與圖1所示的步驟101的執(zhí)行過程類似，此處不再贅述。

202、對紅外熱圖像及其溫寬條進(jìn)行同樣的灰度化處理，獲取紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖。

將從紅外成像儀器中獲取的紅外熱圖像轉(zhuǎn)化成為灰度圖像的過程稱為紅外熱圖圖像的灰度化處理。

紅外熱圖像及其溫寬條中的每個像素的顏色是由R、G、B三個分量決定的，而每一個分量都有2⁸-1種值可取，即有255種值可取，這樣一個像素就可以有1600多萬(255×255×255)種顏色的變化范圍。而灰度圖像是指R、G、B三個分量的取值均相同的一種特殊的紅外熱圖像，其中每一個像素的變化范圍為255種，所以在數(shù)字圖像處理一般先將各種格式的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榛叶葓D像以使后續(xù)的圖像的計(jì)算量變的少一些。由于灰度圖的描述與紅外熱圖像一樣仍然反映了整幅圖像的整體和局部的色度和亮度等級的分布和特征，因此本實(shí)施例中先對紅外熱圖像及其溫寬條進(jìn)行灰度化處理，使其轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的灰度圖，以方便后續(xù)處理。

因此，為使灰度化處理后的紅外熱圖像和其溫寬條中的像素可以對應(yīng)相同的溫度值，紅外熱圖像及其溫寬條需采用同樣的灰度化處理方式進(jìn)行處理。圖像的灰度化處理有多種方式可以實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例對具體的處理方式不做限定。

具體地，參照圖3所示，步驟202具體包括：

2021、獲取紅外熱圖像及其溫寬條中各像素的R分量、G分量和B分量。

2022、將各像素的R分量、G分量和B分量中的最大值作為像素的灰度值輸出，生成紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖。

本實(shí)施例中提供了一種具體的實(shí)現(xiàn)方式，即將上述步驟中獲取到的紅外熱圖像及其溫寬條中各像素的R分量、G分量和B分量中的最大值，作為該像素的灰度值輸出，從而實(shí)現(xiàn)紅外熱圖像及其溫寬條的灰度化處理，進(jìn)一步生成了紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖。

203、根據(jù)紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖，對紅外熱圖像中各像素進(jìn)行插值處理，提取紅外熱圖像各像素的溫度值。

在已知溫寬條上的每個像素對應(yīng)的溫度值的情況下，根據(jù)該紅外熱圖像的灰度圖，對紅外熱圖像中各像素進(jìn)行插值處理。經(jīng)過對紅外熱圖像上每一個像素點(diǎn)的插值處理，可以得到紅外熱圖像上各像素的溫度值。

具體地，參照圖4所示，步驟203具體包括：

2031、根據(jù)紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖，獲取紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖中各像素對應(yīng)的溫度值。

采用同樣的灰度化處理方式對紅外熱圖像及其溫寬條進(jìn)行處理后，從溫寬條的灰度圖中獲取溫寬條中每個像素的R分量、G分量、B分量的值，進(jìn)而可以獲取溫寬條中每個像素對應(yīng)的溫度值。

2032、根據(jù)雙線性插值算法對紅外熱圖像的灰度圖中各像素進(jìn)行插值處理，然后通過與紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖中各像素對應(yīng)的溫度值比較，對紅外熱圖像的各像素的溫度值進(jìn)行提取。

通過雙線性插值算法對紅外熱圖像的灰度圖中各像素進(jìn)行插值處理，具體地，先對紅外熱圖像在水平方向上進(jìn)行一階線性插值，然后在垂直方向上進(jìn)行一階現(xiàn)行插值，利用周圍四個相鄰點(diǎn)的灰度值在兩個方向上作線性內(nèi)插得到需要提取的溫度數(shù)據(jù)對應(yīng)的像素值的灰度值。經(jīng)過對紅外熱圖像上各像素的插值處理，然后通過與溫寬條的灰度圖中各像素對應(yīng)的溫度值比較，得到紅外熱圖像上各像素的溫度值。

204、對提取的紅外熱圖像各像素的溫度值進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償處理，得到精度更高的紅外熱圖像各像素的溫度值。

上述步驟中提取到的整幅紅外熱圖像上各像素的溫度值，其誤差在±0.5℃之內(nèi)，其精度已基本可以滿足一般的分析要求。為使其精度更高，需要對提取的紅外熱圖像各像素的溫度值進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償處理。本實(shí)施例中，溫度的校準(zhǔn)補(bǔ)償方式較多，但是都可以實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)哪康摹Ｔ诒緦?shí)施例中提供的一種具體實(shí)現(xiàn)方式中，可以采用如下的公式實(shí)現(xiàn)溫度的校準(zhǔn)補(bǔ)償，該公式如下：

U_tot＝εΓU_obj+(1-ε)ΓU_refl+(1-Γ)U_atm，

U_obj＝1/(εΓ)U_tot-(1-ε)/εU_refl-(1-Γ)/εΓU_atm。

經(jīng)過上述的校準(zhǔn)補(bǔ)償后，提取的紅外熱圖像各像素的溫度值會更加精確，可以滿足一些場合的使用需要。

本實(shí)施例中，通過將紅外熱圖像及其溫寬條進(jìn)行同樣的灰度化處理，在已知溫寬條上的像素對應(yīng)的溫度值情況下，利用雙線性插值算法對紅外熱圖像上各像素做插值處理，并進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償處理后即可得到精確的紅外熱圖像上各像素的溫度值，從而可獲取已拍攝的紅外熱圖像中包含的溫度數(shù)據(jù)，便于對已拍攝的紅外熱圖像進(jìn)行二次分析以發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的故障，使紅外熱圖像的利用率提高。

上述實(shí)施例中所述的紅外熱圖像的溫度提取方法，均可以通過matlab仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以通過其他方式實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種紅外熱圖像的溫度提取裝置，參照圖5所示，包括：

圖像獲取單元51，用于獲取紅外熱圖像。

處理單元52，用于根據(jù)紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖，對紅外熱圖像中各像素進(jìn)行插值處理，提取紅外熱圖像各像素的溫度值。

本實(shí)施例的裝置，其實(shí)現(xiàn)原理與圖1所示的方法實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)原理類似，此處不再贅述。

本實(shí)施例中所述的裝置，根據(jù)紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖，在已知溫寬條上的像素對應(yīng)的溫度值情況下，對紅外熱圖像上各像素做插值處理后即可得到較精確的紅外熱圖像上各像素的溫度值，從而可獲取已拍攝的紅外熱圖像中包含的原始溫度數(shù)據(jù)，便于對已拍攝的紅外熱圖像進(jìn)行二次分析以發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的故障，使紅外熱圖像的利用率提高。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種紅外熱圖像的溫度提取裝置，參照圖6所示，包括：

圖像獲取單元61，用于獲取紅外熱圖像。

灰度圖獲取單元62，用于對紅外熱圖像及其溫寬條進(jìn)行同樣的灰度化處理，獲取紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖。

處理單元63，用于根據(jù)紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖，對紅外熱圖像中各像素進(jìn)行插值處理，提取紅外熱圖像各像素的溫度值。

校準(zhǔn)補(bǔ)償單元64，用于對提取的紅外熱圖像各像素的溫度值進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償處理，得到精度更高的紅外熱圖像各像素的溫度值。

本實(shí)施例的裝置，其實(shí)現(xiàn)原理與圖2所示的方法實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)原理類似，此處不再贅述。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，參照圖7所示，所述灰度圖獲取單元62具體包括：

像素分量獲取單元621，用于獲取所述紅外熱圖像及其溫寬條中各像素的R分量、G分量和B分量；

灰度圖生成單元622，用于將各所述像素的R分量、G分量和B分量中的最大值作為所述像素的灰度值輸出，生成所述紅外熱圖像及其溫寬條的灰度圖。

所述的灰度圖獲取單元62，其實(shí)現(xiàn)原理與圖3所示的方法實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)原理類似，此處不再贅述。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，參照圖8所示，所述處理單元63具體包括：

像素溫度對應(yīng)單元631，用于根據(jù)所述紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖，獲取所述紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖中各像素對應(yīng)的溫度值；

像素溫度提取單元632，根據(jù)雙線性插值算法對所述紅外熱圖像的灰度圖中各像素進(jìn)行插值處理，然后通過與所述紅外熱圖像的溫寬條的灰度圖中各像素對應(yīng)的溫度值比較，對所述紅外熱圖像的各像素的溫度值進(jìn)行提取。

所述的灰度圖獲取單元63，其實(shí)現(xiàn)原理與圖4所示的方法實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)原理類似，此處不再贅述。

本實(shí)施例中所述的裝置，通過將紅外熱圖像及其溫寬條進(jìn)行同樣的灰度化處理，在已知溫寬條上的像素對應(yīng)的溫度值情況下，利用雙線性插值算法對紅外熱圖像上各像素做插值處理，并進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償處理后即可得到精確的紅外熱圖像上各像素的溫度值，從而可獲取已拍攝的紅外熱圖像中包含的溫度數(shù)據(jù)，便于對已拍攝的紅外熱圖像進(jìn)行二次分析以發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的故障，使紅外熱圖像的利用率提高。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。