热成像装置，包括：热检测器设备(100)，该热检测器设备(100)包括热感测像素阵列(102)和耦合到检测器设备(100)的信号处理电路(104)。电路(104)支持背景识别器(110)和像素分类器(112)，背景识别器(110)包括通用强度识别器(114)和预期背景强度计算器(116)。背景识别器(110)接收由检测器设备(100)关于阵列(102)的像素捕获的像素测量数据，并且通用强度识别器(114)从像素测量数据识别最大数量的基本上相同的像素强度值。预期背景强度计算器(116)使用最大数量的基本上相同的像素强度值来生成预期背景强度水平的模型。像素分类器(112)使用该模型来确定按阵列(102)的像素(118)进行的强度测量是对应于图像中的背景还是物体。是物体。是物体。
Thermal imaging device and method
【技术实现步骤摘要】
热成像装置和热成像方法
[0001]本专利技术涉及热成像装置，例如，包括分别接收和测量红外辐射的热感测像素阵列的热成像装置类型。本专利技术还涉及热成像方法，该方法属于例如使用热感测像素阵列来接收和测量红外辐射的类型。
技术介绍
[0002]在红外检测设备领域，已知提供了包括热感测像素阵列的检测器设备。当使用这种检测器设备时，已知确定所谓的数字化图像阈值，该阈值是用于区分检测器设备所测量的视场中的背景和一个或多个热物体的理想值。由于热感测元件阵列(通常可以是24x 32像素的阵列)的性质，没有足够的测量数据点可用于确定数字化图像阈值。
[0003]确定数字化阈值的许多已知技术基于直方图的计算和分析。在这方面，通常使用数据的分仓，例如8、12或16个数据仓。识别最高和最低测量温度，以便确定热图像中的测量温度范围。然后根据测量温度范围和采用的数据仓数量确定仓的范围。一旦仓的范围已被确定，热图像通常就被扫描，并且针对每个像素，通过将每个测量温度替换为其中该像素的温度下降的仓的标识符来再现图像。在此类预处理之后，各种技术可以被采用来确定数字化阈值。
[0004]在一个示例中，基于分仓测量数据生成直方图，所谓的平衡直方图技术被应用于数据。平衡直方图技术在排除某些测量级别后，在直方图的累积数据中找到一个平衡点。替代地，可以采用所谓的最大距离谷技术，其中最高或峰值温度仓根据关于前景的直方图来确定，并且最高或峰值温度根据关于背景的直方图来确定。然后线被投影在两个峰值之间，并且具有到直方图仓值的最大距离的垂直线被计算。假设与垂直线相交的计数的仓对应于数字化阈值。该技术对于前景中的低仓内容信息起效很好。该技术的发展(称为大津方法(Otsu
’
s method))包括迭代可能的阈值，并计算阈值两侧的像素级的扩展度量，即，这些像素是前景像素还是背景像素。该技术的目标是最小化前景和背景像素强度值的扩展。当找到最小扩展时，视为已经找到数字化阈值。
[0005]然而，上文所描述的技术不能产生始终可靠的结果。
技术实现思路
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了热成像装置，该热成像装置包括：热检测器设备，该热检测器设备包括热感测像素阵列；信号处理电路，该信号处理电路可操作地耦合到热检测器设备并包括背景识别器和像素分类器，该背景识别器包括通用强度识别器和预期背景强度计算器；背景识别器被配置为接收由热检测器设备在使用时关于热感测像素阵列的像素捕获的图像的像素测量数据，并且通用强度识别器被配置用于从所接收的像素测量数据中识别最大数量的基本上相同的像素强度值；预期背景强度计算器被配置为使用该最大数量的基本上相同的像素强度值来生成可通过像素参考的预期背景强度水平的模型；并且像素分类器被配置为使用该模型来确定按热感测像素阵列的像素进行的强度测量是对应
于图像的背景还是图像中的物体。
[0007]背景识别器可以进一步包括像素阈值计算器；该最大数量的基本相同的像素强度值可以具有与其相关联的所测量的像素强度的范围；预期像素强度计算器可以被配置为计算跨所测量的像素强度的范围的梯度，模型包括所计算的梯度；预期像素强度计算器可以被配置为使用所计算的梯度，以便生成关于热感测像素阵列的多个预期像素背景强度值；像素阈值计算器可以被配置为将多个预期像素强度值与像素测量数据进行比较，以便确定温度阈值；并且像素分类器可以被配置为通过比较强度测量与温度阈值、按热感测像素阵列的像素将强度测量分类为对应于背景还是物体。
[0008]通用强度识别器可以被配置为将所接收的像素测量数据按一定顺序排序，以提供经排序的像素强度测量数据。
[0009]该顺序可以是升序或降序。
[0010]通用强度识别器可以被配置为从经排序的像素强度测量数据中识别最大数量的基本上相同的像素强度值。
[0011]通用强度识别器可以被配置为通过计算经排序的像素强度测量数据的连续强度测量值之间的差值来计算多个强度差值。
[0012]通用强度识别器可以被配置为通过以下方式来识别最大数量的基本上相同的像素强度值：识别多个强度差值中基本上不变的差值的范围，并且识别基本上不变的差值的范围中的最大范围，从而识别最大数量的基本上相同的像素强度值。
[0013]跨被测量的像素强度范围的梯度可以关于被识别为最大数量的基本上相同的像素强度值的被测量的经排序的像素强度测量数据的数个像素强度值来计算。
[0014]背景识别器可以被配置为在通用强度识别器从像素测量数据识别最大数量的基本上相同的像素强度值之前，对所接收的像素测量数据进行舍入。
[0015]通用强度识别器可以被配置为分析多个强度差值，并识别多个强度差值中出现的最低非零强度差值。
[0016]所接收的像素测量数据可以被存储为第一向量；多个强度差值可以被存储为第二向量；多个预期像素背景强度值可以被存储为第三向量；并且第一和第三向量中的每一者的索引可以映射到热感测像素阵列的索引。
[0017]像素分类器可以被配置为关于经排序的像素强度测量数据的最大数量的基本上相同的像素强度值来识别第一边界像素索引，并且可以被配置为选择多个预期像素强度值的第一预期像素强度值和具有按远离第一边界像素索引的距离递增的各自的像素索引的像素测量数据的第一像素测量数据；热感测像素阵列可以生成包括该强度测量值的多个强度测量值；并且像素分类器还可以被配置为将多个强度测量值中的每一个与温度阈值进行比较。
[0018]多个预期像素强度值的第一预期像素强度值的索引和像素测量数据的第一像素测量数据的索引的增量可以在远离第一边界像素索引的第一方向上。
[0019]像素分类器可以被配置为关于经排序的像素强度测量数据的最大数量的基本上相同的像素强度值来识别第二边界像素索引，并且可以被配置为选择多个预期像素强度值的第二预期像素强度值和具有按远离第二边界像素索引的距离递增以便在值上递减的各自的像素索引的像素测量数据的第二像素测量数据；并且像素分类器还可以被配置为将多
个强度测量值中的每一个与另一个温度阈值进行比较。
[0020]多个预期像素强度值的第二预期像素强度值的索引和像素测量数据的第二像素测量数据的索引的增量可以在远离第二边界像素索引的第二方向上。
[0021]温度阈值可以对应于测量大于背景温度的温度的热感测像素阵列的像素的识别，而另一温度阈值可以对应于测量小于背景温度的温度的热感测像素阵列的像素的识别。
[0022]温度阈值可以包括通过噪声裕度进行的调整。
[0023]噪声裕度可以是所计算的噪声水平的数个标准偏差。
[0024]信号处理电路可以进一步包括滤波器，该滤波器被配置为对经排序的像素强度测量数据进行滤波。滤波器可以被配置为执行滑动窗口平均。
[0025]根据本专利技术的第二方面，提供了热成像方法，该热成像方法包括：热检测器设备的热感测像素阵列从所接收的红外辐射捕获图像，并从中生成像素测量数据；信号处理电路接收像素测量数据，并从所接收的像素测量数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热成像装置，包括：热检测器设备，所述热检测器设备包括热感测像素阵列；信号处理电路，所述信号处理电路可操作地耦合到所述热检测器设备，并且包括背景识别器和像素分类器，所述背景识别器包括通用强度识别器和预期背景强度计算器；所述背景识别器被配置为接收由所述热检测器设备在使用时关于所述热感测像素阵列的像素所捕获的图像的像素测量数据，并且所述通用强度识别器被配置为从所接受的所述像素测量数据中识别最大数量的基本上相同的像素强度值；所述预期背景强度计算器被配置为使用所述最大数量的所述基本上相同的像素强度值来生成能通过像素参考的预期背景强度水平的模型；以及所述像素分类器被配置为使用所述模型来确定按所述热感测像素阵列的像素进行的强度测量是对应于所述图像的背景还是所述图像中的物体。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述背景识别器进一步包括像素阈值计算器；所述最大数量的所述基本上相同的像素强度值具有与其相关联的所测量的像素强度的范围；所述预期像素强度计算器被配置为计算跨所述所测量的像素强度的范围的梯度，所述模型包括所计算的梯度；所述预期像素强度计算器被配置为使用所述所计算的梯度，以便生成关于所述热感测像素阵列的多个预期像素背景强度值；所述像素阈值计算器被配置为将所述多个预期像素强度值与所述像素测量数据进行比较，以便确定温度阈值；以及所述像素分类器被配置为通过比较所述强度测量与所述温度阈值、按所述热感测像素阵列的所述像素将所述强度测量分类为对应于所述背景还是所述物体。3.如权利要求2所述的装置，其中所述通用强度识别器被配置为将所接收的所述像素测量数据按一定顺序排序，以提供经排序的像素强度测量数据。4.如权利要求3所述的装置，其中所述通用强度识别器被配置为从所述经排序的像素强度测量数据中识别所述最大数量的所述基本上相同的像素强度值。5.如权利要求3所述的装置，其中所述通用强度识别器被配置为通过计算所述经排序的像素强度测量数据的连续强度测量值之间的差值来计算多个强度差值。6.如权利要求5所述的装置，其中所述通用强度识别器被配置为通过以下方式来识别所述最大数量的所述基本上相同的像素强度值：识别所述多个强度差值中基本上不变的差值的范围，并识别所述基本上不变的差值的范围中的最大范围，从而识别所述最大数量的所述基本上相同的像素强度值。7.如权利要求6所述的装置，其中所述通用强度识别器被配置为分析所述多个强度差值，并识别所述多个强度差值中出现的最低非零强度差值。8.如权利要求5所述的装置，其中，所接收的所述像素测量数据被存储为第一向量；所述多个强度差值被存储为第二向量；所述多个预期像素背景强度值被存储为第三向量；以及
所述第一向量和所述第三向量中的每一者的索引映射到所述热感测像素阵列的索引。9.如权利要求4所述的装置，其中，所述像素分类器被配置为关于所述经排序的像素强度测量数据的所述最大数量的所述基本...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：迈来芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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