专利名称：一种红外热成像处理方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机图像处理技术领域，特别涉及一种红外热成像处理方法和系统。
背景技术：
红外热成像仪是通过非接触式方式探测红外线能量，并将其转换成电信号，进而加以处理后在显示器上生成热图像和温度值，并且可以对温度值进行计算的一种检测设备。目标物体在没有任何光源的照射下，也能发出红外热辐射，同时由于红外辐射频段在 3-5um或8-14um，因此不受外界大气、雾气遮挡等因素的影响。因此红外热成像可以在任何条件下进行成像。使用者不仅能够观察热图像，还能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。红外热成像仪(热成像仪或红外热成像仪)能够将探测到的热量精确量化或测量，通过数字化处理之后，进行成像。通常热红外成像的分辨率在640x480解析度之下，并且热红外图像的对比度比较低，因此分辨细节能力较差，不能反映目标图像的细节。热红外辐射不能透过像窗户玻璃这种透明的障碍物，使红外热成像仪探测不到其后物体的温差，因而不能透过透明的障碍物看清目标。由于红外热成像的原理，必须强化后端的数字化处理单元的功能，才能达到有效探索。目前的处理方法通常是独立的图像处理管道，即红外热成像的图像采集、数字化处理、存储，显示。独立的图像处理管道技术虽然能够实现红外热成像的图像处理，但是如果要在实际应用中增加目标识别、人机操作交互、网络传输等需要强大的数据处理的功能， 并且需要将采集到的热成像图像进行处理后才能保持，当热成像图像较大时，会影响整体的处理效率。热成像图像的显示会出现延时等现象。综上所述，现有的独立的图像处理管道技术存在处理速度慢，采集的数热成像数据不能及时显示等问题。

发明内容
本发明提供的一种红外热成像处理方法，以解决现有的独立的图像处理管道技术存在处理速度慢，采集的热成像数据不能及时显示的问题。本发明公开了一种红外热成像处理方法，该方法包括依次将N个采集子模块并行接入连接交换总线，将N个运算子模块并行接入连接交换总线，将N个人机交互子模块并行接入连接交换总线，将N个输出子模块并行接入连接交换总线；采集子模块采集红外热成像数据，将采集到的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，采集子模块的下一级子模块为运算子模块；运算子模块对接收到的红外热成像数据进行运算处理，将经过运算处理后的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，运算子模块的下一级子模块为人机交互子模块；
人机交互子模块对接收到的经过运算处理的红外热成像数据进行交互处理，将经过交互处理的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，人机交互子模块的下一级子模块为输出子模块；输出子模块将接收到的经过交互处理的红外热成像数据输出。上述方法中，所述发送给空闲的下一级子模块包括从N个下一级子模块中选取一个空闲的下一级子模块，发送给选取的空闲的下一级子模块。上述方法中，所述从N个下一级子模块中选取一个空闲的下一级子模块包括根据下一级子模块的顺序号，从下一级子模块中选取一个空闲的下一级子模块。上述方法中，所述方法还包括设置子模块的优先级；所述从N个下一级子模块中选取一个空闲的下一级子模块包括根据下一级子模块的优先级，从下一级子模块中选取一个空闲的下一级子模块。上述方法中，，所述采集子模块由数字信号处理器和CPU组成，所述运算子模块由数字信号处理器和CPU组成，所述人机交互子模块由数字信号处理器和CPU组成，所述输出子模块由数字信号处理器和CPU组成。本发明还公开了一种红外热成像处理系统，该系统包括并行接入连接交换总线的N个采集子模块，并行接入连接交换总线的N个运算子模块，并行接入连接交换总线的N 个人机交互子模块，并行接入连接交换总线的N个输出子模块；采集子模块，用于采集红外热成像数据，并将采集到的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，采集子模块的下一级子模块为运算子模块；运算子模块，用于对接收到的红外热成像数据进行运算处理，将经过运算处理后的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，运算子模块的下一级子模块为人机交互子模块；人机交互子模块，用于对接收到的经过运算处理的红外热成像数据进行交互处理，将经过交互处理的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，人机交互子模块的下一级子模块为输出子模块；输出子模块，用于将接收到的经过交互处理的红外热成像数据输出。上述系统中，所述采集子模块在将采集到的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块时，用于从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块，将采集到的红外热成像数据发送给选取的运算子模块；所述运算子模块在将经过运算处理后的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块时，用于从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块，将经过运算处理后的红外热成像数据发送给选取的人机交互子模块；所述人机交互子模块在将经过交互处理的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块时，用于从N个输出子模块中选取一个空闲的输出子模块，将交互处理后的红外热成像数据发送给选取的输出子模块。上述系统中，所述采集子模块在从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块时，用于根据运算子模块的顺序号，从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块；
所述运算子模块在从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块时， 用于根据人机交互子模块的顺序号，从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块；所述人机交互子模块在从N个输出子模块中选取一个空闲的输出子模块时，用于根据输出子模块的顺序号，从N个输出子模块中选取一个空闲的输出子模块。上述系统中，采集子模块、运算子模块、人机交互子模块和输出子模块分别具有优先级；所述采集子模块在从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块时，用于根据运算子模块的优先级，从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块；所述运算子模块在从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块时， 用于根据人机交互子模块的优先级，从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块；所述人机交互子模块在从N个输出子模块中选取一个空闲的输出子模块时，用于根据输出子模块的优先级，从N个输出子模块中选取一个空闲的输出子模块。上述系统中，所述采集子模块由数字信号处理器和CPU组成，所述运算子模块由数字信号处理器和CPU组成，所述人机交互子模块由数字信号处理器和CPU组成，所述输出子模块由数字信号处理器和CPU组成。综上所述，本发明公开了一种红外热成像方法和系统，本发明提供的技术方案通过依次将N个采集子模块、N个运算子模块、N个人机交互子模块和N个输出子模块接入连接交换总线；采集子模块可以从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块进行操作， 这样就能减少等待运算子模块进行运算处理的时间。运算子模块可以从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块进行操作，这样就能减少等待人机交互子模块进行交互处理的时间。人机交互子模块可以从N个空闲的输出子模块中选取一个空闲的输出子模块进行操作，这样就能减少等待输出子模块进行输出的时间。解决现有的独立图像处理管道中存在的处理时间长，不能实施显示的问题。


图1是本发明中一种红外热成像处理方法流程图，图2是本发明中一种红外热成像实施例的流程图，图3是本发明中一种红外热成像系统结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。图1是本发明中一种红外热成像处理方法流程图，如图1所示，步骤101，依次将N个采集子模块并行接入连接交换总线，将N个运算子模块并行接入连接交换总线，将N个人机交互子模块并行接入连接交换总线，将N个输出子模块并行接入连接交换总线；步骤102，采集子模块采集红外热成像数据，将采集到的红外热成像数据发送给空
6闲的下一级子模块，采集子模块的下一级子模块为运算子模块；步骤103，运算子模块对接收到的红外热成像数据进行运算处理，将经过运算处理后的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，运算子模块的下一级子模块为人机交互子模块；步骤104，人机交互子模块对接收到的经过运算处理的红外热成像数据进行交互处理，将经过交互处理的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，人机交互子模块的下一级子模块为输出子模块；步骤105，输出子模块将接收到的经过交互处理的红外热成像数据输出。在步骤101中，将数目相同的采集子模块、运算子模块、人机交互子模块和输出子模块串行接入连接交换总线，其中相同功能的子模块之间为并行输入结构。在步骤102中，N个采集子模块为同一级，所述采集子模块之间为并行输入，不同的采集子模块可以采集不同的红外热成像的数据，相互之间不影响。其中，N个采集子模块可以提供N路的红外热成像数据输入，所述红外热成像数据的采集可以同时，也可以交替进行。当第i采集子模块采集到红外热成像数据后，从下一级的子模块中选取一个空闲的下一级子模块，将所采集到的红外热成像数据发送给选取的空闲的下一级子模块；其中， 所述采集子模块的下一级子模块为运算子模块，即第i采集子模块从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块，将采集到的红外热成像数据发送给所选取的空闲的运算子模块，假设所述空闲的运算子模块为第j运算子模块，其中，1 ^第j运算子模块接收第i采集子模块发送的红外热成像数据，将所述红外热成像数据进行运算处理，并将处理后的红外热成像数据发送给下一级子模块；其中，所述运算子模块的下一级子模块为人机交互子模块，即第j运算子模块从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块，将经过运算处理的红外热成像数据发送给所选取的空闲的人机交互子模块，假设所述空闲的人机交互子模块为第m人机交互子模块，其中，1 ^ j ^ N0第m人机交互子模块接收第j运算子模块发送的经过运算处理的红外热成像数据，将所述经过运算处理的红外热成像数据进行交互处理后，发送给下一级子模块；其中， 所述人机交互子模块的下一级子模块为输出子模块，即第m人机交互子模块从N个输出子模块中选取一个空闲的输出子模块，将经过交互处理的红外热成像数据发送给所选取的空闲的输出子模块，假设所述空闲的输出子模块为第k输出子模块，其中，1 < m < N。第k输出子模块接收第m人机交互子模块发送的经过交互处理的红外热成像数据，将所接收到的经过交互处理的红外热成像数据输出，其中，1 < k < N。一个输出子模块可以外接一个显示设备，不同的输出子模块之间不影响，N个输出子模块可以同时外接N个显不设备。在本发明的一种实施例中，同一级的每个子模块都设有顺序号，当上一级子模块从下一级子模块中选取一个空闲的子模块时，可以根据下一级子模块的顺序号，从所有空闲的下一级子模块中选取一个顺序号最大的空闲的下一级子模块；或者从所有空闲的下一级子模块中选取一个顺序号最小的空闲的下一级子模块。在本发明的另一种实施例中，同一级的每个子模块都分别设有不同的优先级，当上一级子模块从下一级的子模块中选取一个空闲的子模块时，可以根据下一级子模块的优先级的高低，从所有空闲的下一级子模块中选取一个优先级最高的空闲的下一级子模块； 或者从所有空闲的下一级子模块中选取一个优先级最低的空闲的下一级子模块。
在本发明的一种具体实施例中，所述采集子模块由数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processing)和CPU组成，所述运算子模块由DSP和CPU组成，所述人机交互子模块由DSP和CPU组成，所述输出子模块由DSP和CPU组成。其中，所述CPU可以用微处理控制器(MCU，Microprocessor Control Unit)进行替换，具体可以根据实际情况进行选取，在此不作限定。
图2是本发明中一种红外热成像实施例的流程图，如图2所示，在某一时刻，第1 采集子模块开始工作，采集Al作为热成像数据的来源，每个子模块分别设有不同的优先级，具体为
步骤201，第1采集子模块采集红外热成像数据，并将采集到的红外热成像数据发送给下一级子模块。
在步骤201中，第1采集子模块从下一级子模块中获取一个具有最高优先级的空闲的运算子模块，其中，所获取到的下一级运算子模块为第2运算子模块。
步骤202，第2运算子模块将接收到的红外热成像数据进行运算处理后，发送给下一级子模块。
在步骤202中，第2运算子模块从下一级子模块中获取一个具有最高优先级的空闲的人机交互模块，其中，所获取到的下一级的人机交互模块为第m人机交互子模块。
步骤203，第m人机交互子模块将接收到的经过运算处理的红外热成像数据进行交互处理后，发送给下一级子模块。
在步骤203中，第m人机交互子模块从下一级子模块中获取一个具有最高优先级的空闲的输出子模块，其中，所获取到的下一级的输出子模块为第N输出子模块。
步骤204，第N输出子模块将接收到的经过交互处理的红外热成像数据输出。
如图2所示的实施例中，所述运算子模块将接收到的红外热成像数据进行运算处理具体为一点校正、NUC校正(非均勻校正)、两点校正、坏点校正、盲点补偿、直方拉伸、直方均衡、图像增强(DDE)、边缘提取等图像增强和处理算法。
所述人机交互子模块将接收到的经过运算处理的红外热成像数据进行交互处理具体为0SD (On-Screen Display，屏幕显示)叠加、图像识别、NUC表下载、画中画、画外画等控制操作。
本发明还提供了一种红外热成像处理系统。图3是本发明中一种红外热成像系统结构示意图，如图3所示，该系统包括并行接入连接交换总线305的N个采集子模块301， 并行接入连接交换总线305的N个运算子模块302，并行接入连接交换总线305的N个人机交互子模块303，并行接入连接交换总线305的N个输出子模块304 ；
采集子模块301，用于采集红外热成像数据，并将采集到的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，采集子模块的下一级子模块为运算子模块302 ；
运算子模块302，用于对接收到的红外热成像数据进行运算处理，将经过运算处理后的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，运算子模块的下一级子模块为人机交互子模块303 ；
人机交互子模块303，用于对接收到的经过运算处理的红外热成像数据进行交互处理，将经过交互处理的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，人机交互子模块的下一级子模块为输出子模块304 ；
输出子模块304，用于将接收到的经过交互处理的红外热成像数据输出。
在上述系统中，所述采集子模块301，用于从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块302，将采集到的红外热成像数据发送给选取的运算子模块302 ；
所述运算子模块302，用于从N个人机交互子模块303中选取一个空闲的人机交互子模块303，将经过运算处理后的红外热成像数据发送给选取的人机交互子模块303。
所述人机交互子模块303，用于从N个输出子模块304中选取一个空闲的输出子模块304，将交互处理后的红外热成像数据发送给选取的输出子模块304。
在上述系统中，所述采集子模块301，根据运算子模块302的顺序号，从N个运算子模块302中选取一个空闲的运算子模块302 ；
所述运算子模块302，根据人机交互子模块303的顺序号，从N个人机交互子模块 303中选取一个空闲的人机交互子模块303 ；
所述人机交互子模块303，根据输出子模块304的顺序号，从N个输出子模块304 中选取一个空闲的输出子模块304。
在上述系统中，采集子模块301、运算子模块302、人机交互子模块303和输出子模块304分别具有优先级。
所述采集子模块301，根据运算子模块302的优先级，从N个运算子模块302中选取一个空闲的运算子模块302 ；
所述运算子模块302，根据人机交互子模块303的优先级，从N个人机交互子模块 303中选取一个空闲的人机交互子模块303 ；
所述人机交互子模块303，根据输出子模块304的优先级，从N个输出子模块304 中选取一个空闲的输出子模块304。
在上述系统中，所述采集子模块301由数字信号处理器和CPU组成，所述运算子模块302由数字信号处理器和CPU组成，所述人机交互子模块303由数字信号处理器和CPU 组成，所述输出子模块304由数字信号处理器和CPU组成。
综上所述，本发明公开了一种红外热成像方法和系统，本发明提供的技术方案通过依次将N个采集子模块、N个运算子模块、N个人机交互子模块和N个输出子模块接入连接交换总线；采集子模块可以从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块进行操作， 这样就能减少等待运算子模块进行运算处理的时间。运算子模块可以从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块进行操作，这样就能减少等待人机交互子模块进行交互处理的时间。人机交互子模块可以从N个空闲的输出子模块中选取一个空闲的输出子模块进行操作，这样就能减少等待输出子模块进行输出的时间。解决现有的独立图像处理管道中存在的处理时间长，不能实施显示的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种红外热成像处理方法，其特征在于，该方法包括依次将N个采集子模块并行接入连接交换总线，将N个运算子模块并行接入连接交换总线，将N个人机交互子模块并行接入连接交换总线，将N个输出子模块并行接入连接交换总线；采集子模块采集红外热成像数据，将采集到的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，采集子模块的下一级子模块为运算子模块；运算子模块对接收到的红外热成像数据进行运算处理，将经过运算处理后的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，运算子模块的下一级子模块为人机交互子模块；人机交互子模块对接收到的经过运算处理的红外热成像数据进行交互处理，将经过交互处理的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，人机交互子模块的下一级子模块为输出子模块；输出子模块将接收到的经过交互处理的红外热成像数据输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述发送给空闲的下一级子模块包括从N个下一级子模块中选取一个空闲的下一级子模块， 发送给选取的空闲的下一级子模块。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从N个下一级子模块中选取一个空闲的下一级子模块包括根据下一级子模块的顺序号，从下一级子模块中选取一个空闲的下一级子模块。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 所述方法还包括设置子模块的优先级；所述从N个下一级子模块中选取一个空闲的下一级子模块包括根据下一级子模块的优先级，从下一级子模块中选取一个空闲的下一级子模块。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述采集子模块由数字信号处理器和CPU组成，所述运算子模块由数字信号处理器和CPU组成，所述人机交互子模块由数字信号处理器和CPU组成，所述输出子模块由数字信号处理器和CPU组成。
6.一种红外热成像处理系统，其特征在于，该系统包括并行接入连接交换总线的N个采集子模块，并行接入连接交换总线的N个运算子模块，并行接入连接交换总线的N个人机交互子模块，并行接入连接交换总线的N个输出子模块；采集子模块，用于采集红外热成像数据，并将采集到的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，采集子模块的下一级子模块为运算子模块；运算子模块，用于对接收到的红外热成像数据进行运算处理，将经过运算处理后的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，运算子模块的下一级子模块为人机交互子模块；人机交互子模块，用于对接收到的经过运算处理的红外热成像数据进行交互处理，将经过交互处理的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块，人机交互子模块的下一级子模块为输出子模块；输出子模块，用于将接收到的经过交互处理的红外热成像数据输出。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述采集子模块在将采集到的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块时，用于从 N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块，将采集到的红外热成像数据发送给选取的运算子模块；所述运算子模块在将经过运算处理后的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块时，用于从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块，将经过运算处理后的红外热成像数据发送给选取的人机交互子模块；所述人机交互子模块在将经过交互处理的红外热成像数据发送给空闲的下一级子模块时，用于从N个输出子模块中选取一个空闲的输出子模块，将交互处理后的红外热成像数据发送给选取的输出子模块。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述采集子模块在从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块时，用于根据运算子模块的顺序号，从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块；所述运算子模块在从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块时，用于根据人机交互子模块的顺序号，从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块；所述人机交互子模块在从N个输出子模块中选取一个空闲的输出子模块时，用于根据输出子模块的顺序号，从N个输出子模块中选取一个空闲的输出子模块。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，采集子模块、运算子模块、人机交互子模块和输出子模块分别具有优先级；所述采集子模块在从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块时，用于根据运算子模块的优先级，从N个运算子模块中选取一个空闲的运算子模块；所述运算子模块在从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块时，用于根据人机交互子模块的优先级，从N个人机交互子模块中选取一个空闲的人机交互子模块；所述人机交互子模块在从N个输出子模块中选取一个空闲的输出子模块时，用于根据输出子模块的优先级，从N个输出子模块中选取一个空闲的输出子模块。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述采集子模块由数字信号处理器和CPU组成，所述运算子模块由数字信号处理器和 CPU组成，所述人机交互子模块由数字信号处理器和CPU组成，所述输出子模块由数字信号处理器和CPU组成。
全文摘要
本发明公开了一种红外热成像处理方法和系统，该方法包括依次将N个采集子模块、N个运算子模块、N个人机交互子模块和N个输出子模块接入连接交换总线；采集子模块采集红外热成像数据，发送给空闲的下一级子模块，其下一级子模块为运算子模块；运算子模块对接收到的红外热成像数据进行运算处理，发送给空闲的下一级子模块，其下一级子模块为人机交互子模块；人机交互子模块对接收的运算处理后的红外热成像数据进行交互处理，发送给空闲的下一级子模块，其下一级子模块为输出子模块；输出子模块将接收到的经过交互处理的红外热成像数据输出。本发明提供的技术方案能够解决图像处理管道技术存在处理速度慢，采集的热成像数据不能及时显示的问题。
文档编号G01J5/10GK102538979SQ201110460529
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者王玉峰, 赵照, 赵静生 申请人:北京毕威康坶技术有限公司