红外测温以及热成像优化方法技术

本发明专利技术提供了一种红外测温以及热成像优化方法，包括：对传感器上电预热；采用预热后的传感器进行预采样并丢弃预采样数据；对正式采样后的温度数据进行中位值平均滤波；对中位值平均滤波后的温度数据进行边角处理；对经过边角处理后的温度数据进行自适应中值滤波；对经过自适应中值滤波后的温度数据进行距离补偿；对经过距离补偿后的温度数据进行限幅滤波；对限幅滤波的温度数据进行直方图处理，生成最终的热成像图。本发明专利技术在测温过程增加滤波处理，并对红外热成像过程进行优化，从而提高测温的稳定性、准确性，降低各种干扰、坏点的影响，最终使其生成的温度更准确，图像更清晰，提供准确的数据。

Infrared temperature measurement and thermal imaging optimization method

【技术实现步骤摘要】
红外测温以及热成像优化方法
本专利技术涉及电力系统中的一种热成像技术，具体地，涉及一种红外测温以及热成像优化方法。
技术介绍
在电力系统中，电力设备的许多故障表现为设备热状态异常。红外监测与诊断就是利用红外传感器监测电力设备的红外辐射信号，获得设备的热状态特征，进而对热状态特征进行一系列诊断，得出设备是否有故障以及故障严重程度，最终对电力设备稳定、正常的运行提供辅助。红外特征监测对于环境影响比较敏感，容易受到外部干扰。而现行红外监测方案中，通常是把红外传感器作为便携式产品，现有的优化技术也多是基于便携式测温，一般直接使用传感器的温度帧，或者稍作处理。对于在线监测的红外传感器，目前没有太多优化处理方案。因此，传统的方案在在线监测的应用场景下，抗干扰能力不强，连续测温的稳定性不佳，生成的温度准确性不高、热成像图效果不好。现有的在线监测红外传感器工作模式，通常存在如下问题：由于受外部影响，导致测温不准，如环境温度不在传感器友好温度范围内，过高或者过低时均会导致测温不准；同时，红外传感器工作中，容易产生坏点，而受到坏点的影响，也会导致测温不准；在线监测传感器，安装位置固定，离被测物体较远，因此对于没有距离补偿功能的产品来说，测温误差也较大；对于温度帧生成热图来说，如果不加以处理，热成像图的对比度不太明显。需要关注的测温对象可能和背景混杂在一起，导致热成像图的可阅读性不高。目前没有发现同本专利技术类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
技术实现思路
r>本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种红外测温以及热成像优化方法，该方法针对电力系统中在线监测的红外传感器，在测温过程增加一系列的滤波处理，并对红外热成像过程进行优化，从而提高测温的稳定性、准确性，降低各种干扰、坏点的影响，最终使其生成的温度更准确，图像更清晰，为后续分析、研究提供准确的数据。本专利技术是通过以下技术方案实现的。一种红外测温以及热成像优化方法，包括测温优化过程和热成像优化过程；其中：所述测温优化过程包括：S1，对传感器上电预热；S2，采用S1中预热后的传感器进行预采样，并将预采样的温度数据丢弃；S3，采用S2中得到的传感器进行正式采样，并对正式采样后的温度数据进行中位值平均滤波处理；S4，对S3中得到经过中位值平均滤波处理后的温度数据进行边角处理；S5，对S4中得到的经过边角处理后的温度数据进行自适应中值滤波处理；S6，对S5中得到的经过自适应中值滤波处理后的温度数据进行距离补偿处理；所述热成像优化过程包括：S7，对S6中得到的经过距离补偿处理后的温度数据进行限幅滤波处理；S8，采用S7中得到的限幅滤波处理后的温度数据进行直方图处理，计算温度边界值；S9，对S8中得到的温度数据以及边界温度值，生成最终的热成像图。优选地，所述S1中，对传感器上电预热的时间为8分钟。优选地，所述S2中，预采样的温度数据为30帧。优选地，所述S3中，中位值平均滤波处理为：采样5帧温度数据，然后去掉最大值和最小值，并对其它值取平均值。优选地，所述S4中，边角处理为：对边角的特定区域，进行补偿修正。优选地，所述边角处理中：从两侧边(左侧和右侧)各裁剪一设定值(优选地8％)，然后对裁剪区域重新进行插值补偿。优选地，所述S5中，自适应中值滤波处理为：根据预设好的条件，动态地改变中值滤波器的窗口尺寸。优选地，设定支持的窗口尺寸，如果当前窗口尺寸与支持的窗口尺寸不相符，，自动改变窗口尺寸。优选地，考虑到计算量和实际性能，支持的窗口尺寸为：3*3，5*5，7*7。优选地，所述S6中，距离补偿处理为：增加分区域监测，不同区域设置不同补偿距离，根据距离补偿算法，分对象进行温度补偿。优选地，所述距离补偿处理中：分区域监测，即在监测区域分出重点监测的某个对象或者对象的某个部位作为一个子区域，进而对每个子区域分别进行精确测温和跟踪；分区距离补偿，即在分区域监测的基础上，针对每个子区域设置不同的补偿距离，其中每个子区域根据设置的距离进行独立的距离补偿；距离补偿算法为，根据温度特性，在前期预先采集样本数据(距离范围：1.5-12米，温度范围：30-170℃)的基础上生成一元二次补偿函数，输入实测温度和补偿距离，得到补偿后的温度。优选地，所述S7中，限幅滤波处理为：增加有效性检查，过滤掉温度数据中的极端温度值。优选地，所述S8中，直方图处理为：区分监测对象主体部分和背景部分，突出显示监测对象。优选地，所述直方图处理中：对所有监测区域内的温度点，统计温度按组分布的情况(优选为分组个数范围15-20且每组温度最大差值<5℃)，计算每组温度的温度值个数占总温度个数的百分比；按温度由低到高排序，出现第一组比例≥某一设定百分比(优选为2.9％)或者温度个数>某一设定值(优选地144)时，该组最低温作为整个温度数据边界值的最小值；按温度由高到低排序，出现第一组比例≥某一设定百分比(优选为2.9％)或者温度个数>某一设定值(优选地144)时，该组最高温作为整个温度数据边界值的最大值。优选地，所述S9中，以得到的整个温度数据边界值的最大值和最小值作为参考，生成热成像图。本专利技术提供的红外测温以及热成像优化方法，在测温及红外热成像过程中增加了一些必要的处理措施，能够显著有效的改善测温不准、热成像图的可阅读性不高的问题。例如：预热、预采样、中位值平均滤波的措施，可以有效过滤到抖动干扰；自适应中值滤波可以过滤坏点从而提高测温准确性；分区监测和距离补偿，可以针对性对重点关注对象进行精确测温；数据有效性检查、直方图处理，可以显著改善热成像图效果。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的红外测温以及热成像优化方法，对于现有的在线监测中存在的传感器位置固定、但监测对象位置和距离多变以及长时间监测、外界干扰因素多、监测环境不友好等情况，均具有较好的适配性；本专利技术提供的红外测温以及热成像优化方法，从测温源头和生成热成像图两个过程分别进行优化；其中：测温过程中增加多个滤波算法，并进行合适的排列组合，使其测温更加准确；热成像过程中增加多个优化措施，使其热成像图具有良好分析价值；本专利技术中的滤波算法及其优化、组合方式，热成像优化亦可以用在其它红外测温或者红外热像仪产品上；中位值平均滤波、自适应中值滤波、直方图处理等也可以用在计算机图像处理上。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术实施例所提供的红外测温以及热成像优化方法流程图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外测温以及热成像优化方法，其特征在于，包括测温优化过程和热成像优化过程；其中/n所述测温优化过程包括：/nS1，对传感器上电预热；/nS2，采用S1中预热后的传感器进行预采样，并将预采样的温度数据丢弃；/nS3，采用S2中得到的传感器进行正式采样，并对正式采样后的温度数据进行中位值平均滤波处理；/nS4，对S3中得到经过中位值平均滤波处理后的温度数据进行边角处理；/nS5，对S4中得到的经过边角处理后的温度数据进行自适应中值滤波处理；/nS6，对S5中得到的经过自适应中值滤波处理后的温度数据进行距离补偿处理；/n所述热成像优化过程包括：/nS7，对S6中得到的经过距离补偿处理后的温度数据进行限幅滤波处理；/nS8，采用S7中得到的限幅滤波处理后的温度数据进行直方图处理，计算温度边界值；/nS9，对S8中得到的温度数据以及边界温度值，生成最终的热成像图。/n

【技术特征摘要】
1.一种红外测温以及热成像优化方法，其特征在于，包括测温优化过程和热成像优化过程；其中
所述测温优化过程包括：
S1，对传感器上电预热；
S2，采用S1中预热后的传感器进行预采样，并将预采样的温度数据丢弃；
S3，采用S2中得到的传感器进行正式采样，并对正式采样后的温度数据进行中位值平均滤波处理；
S4，对S3中得到经过中位值平均滤波处理后的温度数据进行边角处理；
S5，对S4中得到的经过边角处理后的温度数据进行自适应中值滤波处理；
S6，对S5中得到的经过自适应中值滤波处理后的温度数据进行距离补偿处理；
所述热成像优化过程包括：
S7，对S6中得到的经过距离补偿处理后的温度数据进行限幅滤波处理；
S8，采用S7中得到的限幅滤波处理后的温度数据进行直方图处理，计算温度边界值；
S9，对S8中得到的温度数据以及边界温度值，生成最终的热成像图。


2.根据权利要求1所述的红外测温以及热成像优化方法，其特征在于，还包括如下任意一项或任意多项：
-所述S1中，对传感器上电预热的时间为8分钟；
-所述S2中，预采样的温度数据为30帧；
-所述S3中，中位值平均滤波处理为：采样5帧温度数据，然后去掉最大值和最小值，并对其它值取平均值；
-所述S4中，边角处理为：对边角的特定区域，进行补偿修正；
-所述S5中，自适应中值滤波处理为：根据预设好的条件，动态地改变中值滤波器的窗口尺寸；
-所述S6中，距离补偿处理为：增加分区域监测，不同区域设置不同补偿距离，根据距离补偿算法，分对象进行温度补偿；
-所述S7中，限幅滤波处理为：增加有效性检查，过滤掉温度数据中的极端温度值；
-所述S8中，直方图处理为：区分监测对象主体部分和背景部分，突出显示监测对象。


3.根据权利要求2所述的红外测温以及热成像优化方法，其特征在于，所述边角处理中，从两侧边各裁剪一设定值，然后对裁剪区域进行插值补偿。


4.根据权利要求3所述的红外测温以及热成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丰，鹿中梁，李宗正，刘云，闫春强，夏业圣，章飞，王忠山，王建，张方博，王剑侠，王跃，
申请(专利权)人：上海迈内能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31