双目可见光及红外热成像复合成像系统、方法及介质技术方案

本发明专利技术提供了一种双目可见光及红外热成像复合成像系统、方法及介质，包括：热成像模块：利用光学器件将场景中的物体发出的红外能量聚焦在红外探测器上，然后来自于每个红外探测器的红外数据转换成预设的图片格式，得到原始红外图像；可见光成像模块：通过摄像头采集原始可见光图像；ARM系统模块：对所述原始红外图像进行预处理，获得预处理后的红外图像。本发明专利技术相对于传统的红外仪，本发明专利技术使用的图像融合算法能去除红外图像中多数冗余信息，将剩余的目标等轮廓信息与可见光图像进行图像融合，使得融合后的图像不但具有良好的目标与背景特性，能提供丰富背景信息，同时也增强了重要的目标信息。

Binocular Visible and Infrared Thermal Imaging Composite Imaging System, Method and Media

The invention provides a binocular visible light and infrared thermal imaging composite imaging system, method and medium, including: thermal imaging module: using optical devices to focus infrared energy emitted by objects in the scene on the infrared detector, and then converting infrared data from each infrared detector into a preset image format to obtain the original infrared image; visible imaging module: The original visible image is captured by camera; ARM system module: the original infrared image is preprocessed to obtain the preprocessed infrared image. Compared with the traditional infrared instrument, the image fusion algorithm used in the present invention can remove most redundant information in the infrared image, and fuse the remaining contour information such as the target with the visible image, so that the fused image not only has good target and background characteristics, but also provides rich background information, and enhances important target information.

【技术实现步骤摘要】
双目可见光及红外热成像复合成像系统、方法及介质
本专利技术涉及红外热成像领域，具体地，涉及基于双目4G移动终端的可见光及红外热成像复合成像系统、方法。
技术介绍
红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步计算出温度值。红外热成像技术使人类超越了视觉障碍，由此人们可以看到物体表面的温度分布状况。物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变，波长介于0.75μm到1000μm间的电磁波称为“红外线”，而人类视觉可见的“可见光”介于0.4μm到0.75μm。红外线在地表传送时，会受到大气组成物质(特别是H2O、CO2、CH4、N2O、O3等)的吸收，强度明显下降，仅在短波3μ～5μm及长波8～12μm的两个波段有较好的穿透率(Transmission)，通称大气窗口(Atmosphericwindow)，大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测，计算并显示物体的表面温度分布。此外，由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差，因此红外热成像检测是以测量物体表面的红外线辐射能量为主。现有技术存在以下不足：1、对比市面上的热成像仪，大部分的热成像仪普遍都存在如下问题：设备体积过大，笨重，不便于携带。2、红外摄像头外挂，不支持双目，便捷性和集成度低。3、不支持4G数据功能，热成像仪采集的数据不能实时便易的上传服务器或者PC机，进行统计以及以前的数据相比较并完成相关的判断。4、对现场地理位置，温度，采集热像的日期等信息支持不够，这些数据对于构建一套完整数据库用于跟踪设备日常运行是十分必要的。专利文献CN105187808A(申请号:CN201510734502)公开一种可见光与红外热成像双目一体机及其处理方法。所述一体机包括红外光学系统、红外探测器、处理模块、可见光学系统、可见光传感器、数据采集器。处理模块包括ARM主处理器、DSP处理器、视频编码器、网络输出单元。红外探测器通过红外光学系统获取红外视频数据，可见光传感器通过可见光学系统获取可见光视频数据。这两路视频数据通过数据采集器同步采集并传送入ARM主处理器，以使ARM主处理器通过内存共享的方式送给DSP处理器做智能运算，智能运算的结果再返回给ARM主处理器并随同两路视频数据再发给视频编码器做编码，编码完成后ARM主处理器负责通过网络输出单元相应输出。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种双目可见光及红外热成像复合成像系统、方法及介质。根据本专利技术提供的一种双目可见光及红外热成像复合成像系统，包括：热成像模块：利用光学器件将场景中的物体发出的红外能量聚焦在红外探测器上，然后来自于每个红外探测器的红外数据转换成预设的图片格式，得到原始红外图像；可见光成像模块：通过摄像头采集原始可见光图像；ARM系统模块：对所述原始红外图像进行预处理，获得预处理后的红外图像；图像处理模块：根据所述预处理后的红外图像，进行融合，得到彩色图像。优选地，所述图像处理模块，包括：红外图像增强模块：对预处理后的红外图像进行图像增强，获得增强后的红外图像；尺寸变换模块：将原始可见光图像、增强后的红外图像设置成相同的尺寸大小，获得尺寸变换后的可见光图像、尺寸变换后的红外图像；图像配准模块：对尺寸变换后的可见光图像、尺寸变换后的红外图像进行图像配准，获得配准后可见光图像、配准后红外图像；图像融合模块：对配准后可见光图像、配准后红外图像进行图像融合，获得融合后的图像；图像伪彩色处理模块：对融合后的图像进行伪彩色处理，获得伪彩色处理后的彩色图像。优选地，还包括：智能移动终端应用软件模块：对伪彩色处理后的彩色图像的指定区域或点，进行温度分析处理，获得热成像数据信息；ARM系统模块：记录热成像数据信息的时空定位信息，上传伪彩色处理后的彩色图像、热成像数据信息、时空定位信息优选地，其特征在于，所述原始可见光图像包括：RGB图像；所述对原始红外热成像图像进行预处理包括：非均匀校正、盲元补偿、中值滤波中的任一种或任多种处理；所述温度分析处理包括：伪彩色处理后的彩色图像的指定区域或点的温度标识、记忆、比较、分析中的任一种或任多种处理；所述温度标识包括：将摄取的域点温度标注在融合后的图像上；所述时空定位信息包括：热成像数据分别对应的位置信息、时间信息、地点信息中的任一种或任多种信息；所述ARM系统模块还包括：GPS定位模块、WIFI无线通信模块、4G通信模块、BT通信模块中的任一种或任多种模块；优选地，所述图像融合模块包括：细节图像提取模块：提取配准后可见光图像的细节图像；所述细节图像包括：图片分别在不同比例、方向和角度下的线条、形状、边缘；底层图像获取模块：对配准后红外图像进行拉普拉斯金字塔多尺度分解，获得配准后红外图像的拉普拉斯金字塔的底层图像；初步融合模块：将配准后红外图像的拉普拉斯金字塔的底层图像与配准后可见光图像的细节图像进行融合，获得初步融合图像；重构融合模块：重构初步融合图像，获得融合后的图像；所述拉普拉斯金字塔多尺度分解包括：将配准后红外图像分解为多尺度金字塔图像序列，从底层图像开始向上层方向，依次执行操作，形成一个金字塔形的图像数据结构；其中，所述操作包括：针对本层图像与本层图像的上一层图像这两者，将所述两者中较低分辨率的图像设置在上层，较高分辨率的图像设置在下层，上层图像的大小为下一层图像大小的1/4；所述底层图像指：原始图像减去其上一层图像经过内插放大后的图像，得到的差值图像；所述重构融合模块：从其顶层开始逐层从上至下通过内插求得每个图像的拉普拉斯金字塔，再对相应层次的图像进行融合，恢复其对应的金字塔，获得融合后的图像。根据本专利技术提供的一种双目可见光及红外热成像复合成像方法，包括：步骤1：利用光学器件将场景中的物体发出的红外能量聚焦在红外探测器上，然后来自于每个探测器元件的红外数据转换成成预设的图片格式，获得原始红外图像；通过摄像头采集原始可见光图像,获得原始可见光图像；步骤2：根据原始红外图像，对接收到的原始红外图像进行预处理，获得预处理后的红外图像。步骤3：对预处理后的红外图像进行图像增强，获得增强后的红外图像；步骤4：将增强后的红外图像、原始可见光图像设置成相同的尺寸大小，获得尺寸变换后的可见光图像、尺寸变换后的红外图像；步骤5：对尺寸变换后的可见光图像、尺寸变换后的红外图像进行图像配准，获得配准后可见光图像、配准后红外图像；步骤6：对配准后可见光图像、配准后红外图像进行图像融合，获得融合后的图像；步骤7：对融合后的图像进行伪彩色处理，获得伪彩色处理后的彩色图像；步骤8：对伪彩色处理后的彩色图像的指定区域或点，进行温度分析处理，获得热成像数据信息；步骤9：记录热成像数据信息的时空定位信息，上传伪彩色处理后的彩色图像、热成像数据信息、时空定位信息。优选地，所述步骤2，对原始红外热成像图像进行预处理包括：非均匀校正、盲元补偿、中值滤波中的任一种或任多种处理；所述步骤5包括，所述图像配准包括：通过光学和结构设计，使得热成像模块的红外探测器和可见光成像模块的光学传感器的成像视场误差在预设误差范围内，完成对原始可见光图像和增强后的红外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双目可见光及红外热成像复合成像系统，其特征在于，包括：热成像模块：利用光学器件将场景中的物体发出的红外能量聚焦在红外探测器上，然后来自于每个红外探测器的红外数据转换成预设的图片格式，得到原始红外图像；可见光成像模块：通过摄像头采集原始可见光图像；ARM系统模块：对所述原始红外图像进行预处理，获得预处理后的红外图像；图像处理模块：根据所述预处理后的红外图像，进行融合，得到彩色图像。

【技术特征摘要】
1.一种双目可见光及红外热成像复合成像系统，其特征在于，包括：热成像模块：利用光学器件将场景中的物体发出的红外能量聚焦在红外探测器上，然后来自于每个红外探测器的红外数据转换成预设的图片格式，得到原始红外图像；可见光成像模块：通过摄像头采集原始可见光图像；ARM系统模块：对所述原始红外图像进行预处理，获得预处理后的红外图像；图像处理模块：根据所述预处理后的红外图像，进行融合，得到彩色图像。2.根据权利要求1所述的双目可见光及红外热成像复合成像系统，其特征在于，所述图像处理模块，包括：红外图像增强模块：对预处理后的红外图像进行图像增强，获得增强后的红外图像；尺寸变换模块：将原始可见光图像、增强后的红外图像设置成相同的尺寸大小，获得尺寸变换后的可见光图像、尺寸变换后的红外图像；图像配准模块：对尺寸变换后的可见光图像、尺寸变换后的红外图像进行图像配准，获得配准后可见光图像、配准后红外图像；图像融合模块：对配准后可见光图像、配准后红外图像进行图像融合，获得融合后的图像；图像伪彩色处理模块：对融合后的图像进行伪彩色处理，获得伪彩色处理后的彩色图像。3.根据权利要求1所述的双目可见光及红外热成像复合成像系统，其特征在于，还包括：智能移动终端应用软件模块：对伪彩色处理后的彩色图像的指定区域或点，进行温度分析处理，获得热成像数据信息；ARM系统模块：记录热成像数据信息的时空定位信息，上传伪彩色处理后的彩色图像、热成像数据信息、时空定位信息。4.根据权利要求3所述的双目可见光及红外热成像复合成像系统，其特征在于，所述原始可见光图像包括：RGB图像；所述对原始红外热成像图像进行预处理包括：非均匀校正、盲元补偿、中值滤波中的任一种或任多种处理；所述温度分析处理包括：伪彩色处理后的彩色图像的指定区域或点的温度标识、记忆、比较、分析中的任一种或任多种处理；所述温度标识包括：将摄取的域点温度标注在融合后的图像上；所述时空定位信息包括：热成像数据分别对应的位置信息、时间信息、地点信息中的任一种或任多种信息；所述ARM系统模块还包括：GPS定位模块、WIFI无线通信模块、4G通信模块、BT通信模块中的任一种或任多种模块。5.根据权利要求2所述的双目可见光及红外热成像复合成像系统，其特征在于，所述图像融合模块包括：细节图像提取模块：提取配准后可见光图像的细节图像；所述细节图像包括：图片分别在不同比例、方向和角度下的线条、形状、边缘；底层图像获取模块：对配准后红外图像进行拉普拉斯金字塔多尺度分解，获得配准后红外图像的拉普拉斯金字塔的底层图像；初步融合模块：将配准后红外图像的拉普拉斯金字塔的底层图像与配准后可见光图像的细节图像进行融合，获得初步融合图像；重构融合模块：重构初步融合图像，获得融合后的图像；所述拉普拉斯金字塔多尺度分解包括：将配准后红外图像分解为多尺度金字塔图像序列，从底层图像开始向上层方向，依次执行操作，形成一个金字塔形的图像数据结构；其中，所述操作包括：针对本层图像与本层图像的上一层图像这两者，将所述两者中较低分辨率的图像设置在上层，较高分辨率的图像设置在下层，上层图像的大小为下一层图像大小的1/4；所述底层图像指：原始图像减去其上一层图像经过内插放大后的图像，得到的差值图像；所述重构融合模块：从其顶层开始逐层从上至下通过内插求得每个图像的拉普拉斯金字塔，再对相应层次的图像进行融合，恢复其对应的金字塔，获得融合后的图像。6.一种双目可见光及红外热成像复合成像方法，其特征在于，包括：步骤1：利用光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅德銄，蔡力，
申请(专利权)人：上海创客科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31