一种双波段图像位置校准及信息交互显示系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种双波段图像位置校准及信息交互显示系统及方法，其包括：中波制冷红外热像仪(1)、高清可见光相机(2)、显控计算机(3)、显示器(4)。其中，中波制冷红外热像仪(1)和高清可见光相机(2)成像后将图像发送给显控计算机(3)，显控计算机(3)连接显示器(4)，将实时图像和测温结果投送到其上进行显示，显控计算机(3)对可见光图像进行人脸识别，将识别出的人脸位置通过位置校准，找到红外图像中人脸位置，读取红外图像中人脸额头的灰度值，计算出人脸温度，并将温度显示在红外和可见光图像中人的额头位置、本方法具有人脸位置计算精度高，双图信息交互显示并保存可准确确定发热人员身份等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种双波段图像位置校准及信息交互显示系统及方法
本专利技术涉及图像处理、体温筛查
，特别涉及一种双波段图像位置校准及信息交互显示系统及方法。
技术介绍
车站、机场、医院、港口、学校等公共场所经常需要进行体温筛查，找出发热人员，特别是出现疫情的情况下体温筛查更为重要。现有公共场所的红外测温系统，仅采集人员的红外图像进行分析，存在人脸识别准确度低、额头位置定位有偏差、保存的图像人员身份难以辨识等问题。本方法采集可见光和红外双波段图像，可见光图像用于人脸定位，准确度高，将可见光图像的人脸位置信息通过位置校准模块计算出红外图像中相应人脸的位置，根据相应位置的灰度值计算人员的体温，并在可见光图像中进行显示，当检测到发热人员时保存其可见光头像，人员身份较红外图像辨认度更高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双波段图像位置校准及信息交互显示系统及方法，解决传统红外测温系统人脸识别准确度低、保存的图像人员身份难以辨识的问题。对此，本专利技术提出一种双波段图像位置校准及信息交互显示系统，其包括：中波制冷红外热像仪、高清可见光相机、显控计算机、显示器；其中，中波制冷红外热像仪和高清可见光相机的图像输出接口连接到显控计算机上，显控计算机连接显示器；系统上电，中波制冷红外热像仪制冷到位后将所拍摄的红外图像发送给显控计算机，高清可见光相机将所拍摄的可见光图像发送给显控计算机；显控计算机对红外图像、可见光图像以及根据人脸位置灰度值计算得到的温度数据进行处理以测算出多个人员的体温并对相应人员的体温进行判断。此外，本专利技术还提出一种双波段图像位置校准及信息交互显示方法，利用中波制冷红外热像仪、高清可见光相机、显控计算机、显示器；其中，中波制冷红外热像仪和高清可见光相机的图像输出接口连接到显控计算机上，显控计算机连接显示器；系统上电，中波制冷红外热像仪制冷到位后将所拍摄的红外图像发送给显控计算机，高清可见光相机将所拍摄的可见光图像发送给显控计算机；显控计算机对红外图像、可见光图像以及根据人脸位置灰度值计算得到的温度数据进行处理以测算出多个人员的体温并对相应人员的体温进行判断。本专利技术的一种双波段图像位置校准及信息交互显示的方法采用红外和可见光两种波段图像，定位人脸位置精度高、双图信息交互显示、保存的发热人员可见光图片易于确定人员身份等特点。附图说明图1是本专利技术的一种智能红外体温筛查系统连接示意图。1.中波制冷红外热像仪2.高清可见光相机3.显控计算机4.显示器具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式做出详细说明。本专利技术提出一种双波段图像位置校准及信息交互显示系统及方法。该系统包括：中波制冷红外热像仪1、高清可见光相机2、显控计算机3、显示器4。如图1所示，所述系统中，中波制冷红外热像仪1和高清可见光相机2的图像输出接口连接到显控计算机3上，显控计算机3连接显示器4。系统上电，中波制冷红外热像仪1制冷到位后将所拍摄的红外图像发送给显控计算机3，高清可见光相机2将所拍摄的可见光图像发送给显控计算机3，显控计算机3对红外图像、可见光图像进行处理，根据人脸位置灰度值计算得到的温度数据进行处理以测算出多个人员的体温并对相应人员的体温进行判断。显控计算机3对可见光图像进行人脸识别算法，分别从可见光图像中确定每个人脸的左上、左下、右上、右下四个点的坐标，并在图像上画框提示。具体的，显显控计算机3上的人脸识别模块从可见光图像中提取人脸位置信息，包括图像中人数、每个人脸的左上角位置(x1,y1)，右上角位置(x2,y2)，左下角位置(x3,y3)，右下角位置(x4,y4)；根据公式依次将可见光人脸四个角的坐标映射到红外图像上，其中(xAi，yAi)为可见光图像中人脸位置坐标，其中i＝1,2,3,4，(xBi，yBi)为红外图像中人脸位置坐标，其中i＝1,2,3,4，K为2×2的系数矩阵，B为2×1的系数矩阵。根据人的额头在人脸部的上1/3位置，取人脸上1/3处灰度值进行局部平均并取最大值，求出的灰度值带入体温测定模块，计算出人的额头温度值。矩阵K、B的计算方法如下：高清可见光相机和中波制冷红外热像仪的光轴平行，则高清可见光相机图像中的人脸位置坐标PAi＝(xAiyAi)与其在红外图像中的对应人脸位置PBi＝(xBiyBi)，存在如下关系：指定n个PAi,PBi,n＝[1,n]，并记为可见光图像中n个点的中心点坐标为可见光图像中每个点相对PA的位置坐标为红外图像中n个点的中心点坐标为红外图像中每个点相对PB的位置坐标为则其中，n≥2。从可见光图像到红外图像的位置校准可以克服两幅图像之间的平移、缩放、旋转等复杂位置关系所导致的测温误差。根据人脸在红外中的位置确定采集灰度值的区域，并将采集到的灰度值换算成体温值，返回到可见光图像进行显示。计算得到的人体温度值在红外图像和可见光图像中均在人额头位置进行显示，当测到发热人员时，则温度值以红色醒目字体显示，并进行声光电报警，并保存其可见光头像，便于确定人员身份；体温正常时以绿色字体显示。此外，本专利技术还提出一种双波段图像位置校准及信息交互显示方法，其利用中波制冷红外热像仪(1)、高清可见光相机(2)、显控计算机(3)、显示器(4)；其中，中波制冷红外热像仪(1)和高清可见光相机(2)的图像输出接口连接到显控计算机(3)上，显控计算机(3)连接显示器(4)；系统上电，中波制冷红外热像仪(1)制冷到位后将所拍摄的红外图像发送给显控计算机(3)，高清可见光相机(2)将所拍摄的可见光图像发送给显控计算机(3)；显控计算机(3)对红外图像、可见光图像以及根据人脸位置灰度值计算得到的温度数据进行处理以测算出多个人员的体温并对相应人员的体温进行判断。显控计算机(3)上的人脸识别模块从可见光图像中提取人脸位置信息，包括图像中人数、每个人脸的左上角位置(x1,y1)，右上角位置(x2,y2)，左下角位置(x3,y3)，右下角位置(x4,y4)；根据公式依次将可见光人脸四个角的坐标映射到红外图像上，其中(xAi，yAi)为可见光图像中人脸位置坐标，其中i＝1,2,3,4，(xBi，yBi)为红外图像中人脸位置坐标，其中i＝1,2,3,4，K为2×2的系数矩阵，B为2×1的系数矩阵，根据人的额头在人脸部的上1/3位置，取人脸上1/3处灰度值进行局部平均并取最大值，求出的灰度值带入体温测定模块，计算出人的额头温度值。矩阵K、B的计算方法如下：高清可见光相机和中波制冷红外热像仪的光轴平行，则高清可见光相机图像中的人脸位置坐标PAi＝(xAiyAi)与其在红外图像中对应的人脸位置PBi＝(xBiyBi)，存在如下关系：指定n个PAi,PBi,n＝[1,n]，并将可见光图像中n个点的中心点坐标记为可见光图像中每个点相对PA的位置坐标为将红外图像中n个点的中心点坐标记为红外图像中每个点相对PB的位置坐标为则...

【技术保护点】
1.一种双波段图像位置校准及信息交互显示系统，其特征在于，其包括：中波制冷红外热像仪(1)、高清可见光相机(2)、显控计算机(3)、显示器(4)；其中，/n中波制冷红外热像仪(1)和高清可见光相机(2)的图像输出接口连接到显控计算机(3)上，显控计算机(3)连接显示器(4)；/n系统上电，中波制冷红外热像仪(1)制冷到位后将所拍摄的红外图像发送给显控计算机(3)，高清可见光相机(2)将所拍摄的可见光图像发送给显控计算机(3)；显控计算机(3)对红外图像、可见光图像以及根据人脸位置灰度值计算得到的温度数据进行处理以测算出多个人员的体温并对相应人员的体温进行判断。/n

【技术特征摘要】
1.一种双波段图像位置校准及信息交互显示系统，其特征在于，其包括：中波制冷红外热像仪(1)、高清可见光相机(2)、显控计算机(3)、显示器(4)；其中，
中波制冷红外热像仪(1)和高清可见光相机(2)的图像输出接口连接到显控计算机(3)上，显控计算机(3)连接显示器(4)；
系统上电，中波制冷红外热像仪(1)制冷到位后将所拍摄的红外图像发送给显控计算机(3)，高清可见光相机(2)将所拍摄的可见光图像发送给显控计算机(3)；显控计算机(3)对红外图像、可见光图像以及根据人脸位置灰度值计算得到的温度数据进行处理以测算出多个人员的体温并对相应人员的体温进行判断。


2.根据权利要求1所述的双波段图像位置校准及信息交互显示系统，其特征在于，显控计算机(3)上的人脸识别模块从可见光图像中提取人脸位置信息，包括图像中人数、每个人脸的左上角位置(x1,y1)，右上角位置(x2,y2)，左下角位置(x3,y3)，右下角位置(x4,y4)；根据公式依次将可见光人脸四个角的坐标映射到红外图像上，其中(xAi，yAi)为可见光图像中人脸位置坐标，其中i＝1,2,3,4，(xBi，yBi)为红外图像中人脸位置坐标，其中i＝1,2,3,4，K为2×2的系数矩阵，B为2×1的系数矩阵，根据人的额头在人脸部的上1/3位置，取人脸上1/3处灰度值进行局部平均并取最大值，求出的灰度值带入体温测定模块，计算出人的额头温度值；
矩阵K、B的计算方法如下：
高清可见光相机和中波制冷红外热像仪的光轴平行，则高清可见光相机图像中的人脸位置坐标PAi＝(xAiyAi)与其在红外图像中的对应人脸位置PBi＝(xBiyBi)，存在如下关系：



指定n个PAi,PBi,n＝[1,n]，并记为可见光图像中n个点的中心点坐标为可见光图像中每个点相对PA的位置坐标为红外图像中n个点的中心点坐标为红外图像中每个点相对PB的位置坐标为则






其中，n≥2。


3.根据权利要求2所述的双波段图像位置校准及信息交互显示系统，其特征在于，将计算得到的人体温度值在红外图像和可见光图像中均在人额头位置进行显示，当测到发热人员时，则温度值以红色醒目字体显示，并进行声光电报警，并保存其可见光头像，便于确定人员身份；体温正常时以绿色字体显示。


4.根据权利要求1所述的双波段图像位置校准及信息交互显示系统，其特征在于，利用可见光图像对红外图像的位置校准以克服两幅图像之间的平移、缩放、旋转此类复杂位置关系所导致的测温误差。

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓亮，谢剑锋，安建波，刘金石，李南，张明明，张东方，王诗强，吕训达，
申请(专利权)人：北京遥感设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11