基于热对比度增强时间插值的高帧率热成像检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于热对比度增强时间插值的高帧率热成像检测方法，涉及多物理场热波无损检测技术领域，解决了热波无损检测中红外热像仪帧频率不高的技术问题，其技术方案要点是通过低秩张量填充模型在利用低帧率热图像序列低秩信息的同时，并引入平滑约束以考虑热张量的时

【技术实现步骤摘要】
基于热对比度增强时间插值的高帧率热成像检测方法


[0001]本申请涉及多物理场热波无损检测
，涉及通过融合分别由低秩张量填充法和时间插值法重建的热图像序列以显著提高红外热像仪帧频率，尤其涉及一种基于热对比度增强时间插值的高帧率热成像检测方法。

技术介绍

[0002]近年来多物理场热波无损检测技术，例如光热成像、振动热成像由于具有高对比度、无接触、非破坏性等突出优点正广泛应用于工业复合材料、生物组织的无损检测。然而，由于目前常用的红外热像仪其帧频率通常较低，无法满足热成像技术在小涂层或薄层厚度定量评估、高频热成像等高要求场合的应用，极大地限制了多物理场热波无损检测技术的发展；并进一步制约了基于热成像技术的先进研究手段的探索和应用。因此，开展可显著提高红外热像仪帧频率的方法的研究就显得非常的必要和迫切。
[0003]目前，虽已有部分学者开展了关于热波无损检测中的红外热像仪帧频率提高方法的研究，但所提出的方法适用范围较为单一，例如，所提出的样条插值方法仅适用于脉冲热成像，同步欠采样方法仅适用于锁相热成像，因此，以上方法无法满足日益复杂多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热对比度增强时间插值的高帧率热成像检测方法，其特征在于，包括：步骤1，通过红外热像仪在低帧率下采集含待测样品表面温度信息的热图像序列，并形成三阶热张量其中，表示实数集；N
x
表示热图像横向分辨率；N
v
表示热图像纵向分辨率；N
t
表示所采集到的热图像序列的总帧数；亦即：(N
x
，N
y
)和N
t
分别表示三阶热张量Z的空间模式和时间模式；基于所述三阶热张量Z的低秩与时
‑
空域平滑特性，构建基于时
‑
空域平滑特性的低秩张量填充模型，所述低秩张量填充模型表示为：其中，λ1和λ2表示正则化参数；α
n
表示非负权重系数，α
n
≥0，且≥0，且L
(n)
表示三阶热张量Z的第n维展开；和||
·
||
1，1
分别表示任意矩阵的平方Frobenius范数和任意矩阵所有元素绝对值之和；X与Y都表示矩阵因子，且可沿三阶热张量Z的空间模式(N
x
，N
y
)与时间模式N
t
展开，则Y
n
＝(Y1，Y2，Y3)，X
n
＝(X1，X2，X3)；W表示满足W
T
W＝I条件的小波紧框架变换矩阵，I表示单位矩阵；表示垂直导数算子；ι(Z)表示指示函数，表示为：其中，Ω表示可用元素集合，Ψ
Ω
(
·
)表示投影算子，Γ表示不完备的观测热张量；步骤2，根据BSUBM算法对步骤1的所述低秩张量填充模型进行求解，补全在低帧率下无法采集到的热图像序列，即第一热图像序列；步骤3，对在低帧率下采集的所述热图像序列的所有像素依次进行多项式时间插值算法，得到大于最大低帧率的采样时刻的第二热图像序列；步骤4，对所述第一热图像序列和所述第二热图像序列分别进行二值化分割处理，得到第三热图像序列和第四热图像序列；步骤5，将所述第三热图像序列和所述第四热图像序列进行图像融合，得到高帧率热图像序列；其中，所述步骤2中，根据BSUBM算法对步骤1的所述低秩张量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，罗志涛，沈鹏，苏梓豪，王胜，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：