申请/专利权人：北京海顿中科技术有限公司

申请日：2017-05-03

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN107424182B

主分类号：G06T7/38

分类号：G06T7/38;G06T7/136;G06T7/11;G06T3/4038;H04N7/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2018.09.21#实质审查的生效;2017.12.01#公开

摘要：本发明提出了一种热成像现场监控装置及方法，包括：热成像模块、图像合成模块和图像分析模块，其中，热成像模块用于拍摄预设角度范围内的热成像图像，包括：控制器、旋转式云台支架、安装于其上的热成像相机，其中，控制器控制云台从初始角度分多个阶段旋转至最终角度，每旋转一个阶段向热成像相机发送拍照指令，形成一张热成像图片，当旋转至最终角度后，热成像相机拍摄出多张图片，控制器控制云台反向旋转至初始角度，等待下一次拍摄；图像合成模块用于将热成像模块从初始角度旋转至最终角度所拍摄的多张图片拼接成一张完整的全景视图。本发明由多幅图像拼接成全景图像，可以在单幅图中提供更全面、更连贯的视觉信息。

主权项：1.一种热成像现场监控装置，其特征在于，包括：热成像模块、图像合成模块和图像分析模块，其中，所述热成像模块用于拍摄预设角度范围内的热成像图像，包括：控制器、旋转式云台支架、安装于其上的热成像相机，其中，所述控制器控制云台从初始角度分多个阶段旋转至最终角度，每旋转一个阶段向所述热成像相机发送拍照指令，形成一张热成像图片，当旋转至最终角度后，所述热成像相机拍摄出多张图片，所述控制器控制云台反向旋转至初始角度，等待下一次拍摄；所述图像合成模块用于将所述热成像模块从初始角度旋转至最终角度所拍摄的多张图片拼接成一张完整的全景视图；所述图像分析模块用于对拼接后的全景视图作为训练样本，将每幅样本图裁剪为小图，并进行编号；取所有样本图中相同编号的小图，计算各像素的均值，生成基准小图，对新的合成图进行分析时，按照相同的方法对合成图进行裁剪，并与对应的基准图进行比对，计算判据为：d＝∑pxy-p’xy2，x＝1，…，40，y＝1，…，40；所述图像分析模块根据先验判据设定阈值f0，若d＞f0，则对该图像区域进行报警；所述图像合成模块拼接全景视图，包括：计算图像中每个像素点温度值与周围8个像素温度值之差的最大值，作为该像素的新的像素数值，即t’＝max[t-t上，t-t下，t-t左，t-t右，t-t左上，t-t右上，t-t左下，t-t右下]采用二值化算法：将经过差分的图像进行二值化处理，根据先验经验设定阈值t0，每个像素点的像素值t’，若t’＞t0，像素颜色设为黑色，若t’＜t0，像素颜色设为白色；将经过二值化处理的图像，按下述方法根据黑色像素点的分布进行划分：任选图像中的一个黑色像素点，找到所有与该点相邻的黑色像素点，记录各点的坐标，计算记录各点坐标的均值并记录，将被计算的各点改为白色；完成图像分割后，将得到的多个坐标均值按x轴坐标排序，形成如下序列{[x1，y1]，[x2，y2]，[x3，y3]，…，[xn，yn]}根据得到的序列，对相邻图像进行匹配：记相邻2张图像中，左侧图像的序列为{[x1，y1]，[x2，y2]，[x3，y3]，…，[xn，yn]}，右侧图像序列为{[u1，v1]，[u2，v2]，[u3，v3]，…，[um，vm]}；记d0＝absyn2-v12，dk＝absyn-k2-v1+k2，dp＝mind1，…，dk；对两图像原始图像进行平移，固定左侧图像，将右侧图像从重合位置向右平移，计算平移距离a，使得Sa＝min[xn-p-u1+p+a2+xn-p+1-u2+p+a2+…+xn-um+a2]；平移后，两幅图像重叠的区域，每个像素点的像素值取两原图对应像素点的平均值；通过上述方式完成相邻两副图像的拼接，并按相同方式完成一次旋转获得的全部图像的拼接图。

全文数据：一种热成像现场监控装置及方法技术领域[0001]本发明涉及现场监控技术领域，特别涉及一种热成像现场监控装置及方法。背景技术[0002]现有的现场监控装置，采用普通摄像机进行拍摄现场图像，成像照片无法明显区分环境中的人、物体或动物，从而在有异物入侵时，也无法做出及时的判断。并且普通成像图片拍摄内容是独立不连贯，也不利于管理员对现场环境做出准确的判断。发明内容[0003]本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。[0004]为此，本发明的目的在于提出一种热成像现场监控装置及方法。[0005]为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种热成像现场监控装置，包括:热成像模块、图像合成模块和图像分析模块，其中，[0006]所述热成像模块用于拍摄预设角度范围内的热成像图像，包括:控制器、旋转式云台支架、安装于其上的热成像相机，其中，所述控制器控制云台从初始角度分多个阶段旋转至最终角度，每旋转一个阶段向所述热成像相机发送拍照指令，形成一张热成像图片，当旋转至最终角度后，所述热成像相机拍摄出多张图片，所述控制器控制云台反向旋转至初始角度，等待下一次拍摄；[0007]所述图像合成模块用于将所述热成像模块从初始角度旋转至最终角度所拍摄的多张图片拼接成一张完整的全景视图；[0008]所述图像分析模块用于对拼接后的全景视图作为训练样本，将每幅样本图裁剪为小图，并进行编号;取所有样本图中相同编号的小图，计算各像素的均值，生成基准小图，对新的合成图进行分析时，按照相同的方法对合成图进行裁剪，并与对应的基准图进行比对，[0009]计算判据为:d=Epxy-p’xy2，x=l，...，40，y=l，〜，40;[0010]所述图像分析模块根据先验判据设定阈值do，若ddQ，则对该图像区域进行报警。[0011]进一步，所述热成像相机包括:光学镜头、成像传感器、图像处理器和供电电路，其中，所述光学镜头、成像传感器、图像处理器依次相连，所述供电电路分别与所述光学镜头、成像传感器、图像处理器相连。[0012]进一步，所述控制器、成像传感器、图像处理器和供电电路采用防爆设计。[0013]进一步，所述图像合成模块拼接全景视图，包括：[0014]计算图像中每个像素点温度值与周围8个像素温度值之差的最大值，作为该像素的新的像素数值，即[0015]t’=max[t_t±，（t—t下），，（t_t右），，（t—，（t-t£T，（t一t；6T][0016]采用二值化算法:将经过差分的图像进行二值化处理，根据先验经验设定阈值t〇，每个像素点的像素值t’，若t’tQ，像素颜色设为黑色，若t’〈tQ，像素颜色设为白色；[0017]将经过二值化处理的图像，按下述方法根据黑色像素点的分布进行划分：[0018]任选图像中的一个黑色像素点，找到所有与该点相邻的黑色像素点，记录各点的坐标，计算记录各点坐标的均值并记录，将被计算的各点改为白色；[0019]完成图像分割后，将得到的多个坐标均值按X轴坐标排序，形成如下序列[0020]{[XI，yi]，[X2，y2]，[X3，y3]，…[xn，yn]}[0021]根据得到的序列，对相邻图像进行匹配：[0022]记相邻2张图像中，左侧图像的序列为{[X1，yi]，[X2，y2]，[X3，y3]，...[Xn，y„]}，[0023]右侧图像序列为{[Ul，vi]，[U2,V2],[U3，V3]，".[Um,Vm]};[0024]记d〇=absyn2-vi2，dk=absyn—k2-vi+k2，dP=mindi，…，dk;[0025]对两图像原始图像进行平移，固定左侧图像，将右侧图像从重合位置向右平移，计算平移距禹a，使得Sa=min[xn-p-ui+p+a2+Xn-p+厂U2+p+a2—i-xn_Um+a2]；[0026]平移后，两幅图像重叠的区域，每个像素点的像素值取两原图对应像素点的平均值；[0027]通过上述方式可以完成相邻两副图像的拼接，并可按相同方式完成一次旋转获得的全部图像的拼接图。[0028]本发明实施例的热成像现场监控方法，包括如下步骤:步骤S1:拍摄预设角度范围内的热成像图像，包括:控制器控制云台从初始角度分多个阶段旋转至最终角度，每旋转一个阶段向热成像相机发送拍照指令，形成一张热成像图片，当旋转至最终角度后，热成像相机拍摄出多张图片，控制器控制云台反向旋转至初始角度，等待下一次拍摄；[0029]步骤S2:将从初始角度旋转至最终角度所拍摄的多张图片拼接成一张完整的全景视图；[0030]步骤S3:对拼接后的全景视图作为训练样本，将每幅样本图裁剪为小图，并进行编号;取所有样本图中相同编号的小图，计算各像素的均值，生成基准小图，对新的合成图进行分析时，按照相同的方法对合成图进行裁剪，并与对应的基准图进行比对，[0031]计算判据为d=Spxy-p’Xy2，x=l,[0032]根据先验判据设定阈值d。，若ddQ，则对该图像区域进行报警。[0033]进一步，在所述步骤S3中，计算图像中每个像素点温度值与周围8个像素温度值之差的最大值，作为该像素的新的像素数值，即[0034]t’=max[t-1±，（t-t下），（t-ts，（t-1右），（t-tjLt，（t-tfit，（t-tjrf，（t-t右下][0035]采用二值化算法:将经过差分的图像进行二值化处理，根据先验经验设定阈值切，每个像素点的像素值t’，若t’to,像素颜色设为黑色，若t’to,像素颜色设为黑色，若t’d〇,则对该图像区域进行报警。[0088]如图3所示，本发明实施例的热成像现场监控方法，包括如下步骤：[0089]步骤S1:拍摄预设角度范围内的热成像图像，包括:控制器控制云台从初始角度分多个阶段旋转至最终角度，每旋转一个阶段向热成像相机发送拍照指令，形成一张热成像图片，当旋转至最终角度后，热成像相机拍摄出多张图片，控制器控制云台反向旋转至初始角度，等待下一次拍摄；[0090]步骤S2:将从初始角度旋转至最终角度所拍摄的多张图片拼接成一张完整的全景视图；[0091]1图像差分：[0092]计算图像中每个像素点温度值（由颜色值换得到与周围8个像素温度值之差的最大值，作为该像素的新的像素数值，即[0093]t’=max[t_t±，（t-t下），（t-W，（t-t右），，（t-t』，（t-1奸），（t-t奸][0094]二值化算法:将经过差分的图像进行二值化处理，根据先验经验设定阈值t。，每个像素点的像素值t’，若t’tQ，像素颜色设为黑色，若t’〈to,像素颜色设为白色。[0095]2图像划分：[0096]将经过二值化处理的图像，按下述方法根据黑色像素点的分布进行划分：[0097]1.任选图像中的一个黑色像素点[0098]2.找到所有与该点相邻的黑色像素点，记录各点的坐标一个像素点的上、下、左、右四个像素点定义为该点的相邻像素点）[0099]3.计算记录各点坐标的均值并记录[0100]4.将被计算的各点改为白色[0101]5.回到第1步[0102]⑶图像拼接：[0103]完成图像分割后，将得到的多个坐标均值按x轴坐标排序，形成如下序列[0104]{[xi，yi]，[X2，y2]，[X3，y3]，…[xn，yn]}[0105]根据得到的序列，对相邻图像进行匹配：[0106]记相邻2张图像中，左侧图像的序列为{[X1，yi]，[X2，y2]，[X3，y3]，".[Xn，y„]}，[0107]右侧图像序列为{[U1，V1]，[U2，V2]，[U3，V3]，...[um，vm]};[0108]记do二absyn2-vi2，dk=absyn—k2_vi+k2，dp=mindi，…，dk;[0109]对两图像原始图像进行平移，固定左侧图像，将右侧图像从重合位置向右平移，计算平移距尚a，使侍Sa—min[Xn-p_ui+p+a+Xn-p+i_U2+p+a2.••+xn-Um+a];[0110]平移后，两幅图像重叠的区域，每个像素点的像素值取两原图对应像素点的平均值。[0111]按上述方式可以完成相邻两副图像的拼接。并可按相同方式完成一次旋转获得的全部图像的拼接图。__[0112]步骤S3:对拼接后的全景视图作为训练样本，将每幅样本图裁剪为4〇*40像素小图，并进行编号;取所有样本图中相同编号的小图，计算各像素的均值，生成基准小图，对新的合成图进行分析时，按照相同的方法对合成图进行裁剪，并与对应的基准图进行比对，[0113]计算判据为d=EPxy-P’xy2，x=1，…，40，y=1，…，40;根据先验判据设定阈值do，若dd〇，则对该图像区域进行报警。[0114]根据本发明实施例的热成像现场监控装置及方法，拍摄热成像图片有助于更明显地区分环境与人员、动物，帮助更好地发现监控区域内的人员，以及猫、狗、鼠等动物的意外进入；由多幅图像拼接成全景图像，可以在单幅图中提供更全面、更连贯的视觉信息。[0115]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。[0116]尽管上面己经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

权利要求：1.一种热成像现场监控装置，其特征在于，包括:热成像模块、图像合成模块和图像分析模块，其中，一所述热成像模块用于拍摄预设角度范围内的热成像图像，包括:控制器、旋转式云台支架、安装于其上的热成像相机，其中，所述控制器控制云台从初始角度分多个阶段旋转至最终角度，每旋转一个阶段向所述热成像相机发送拍照指令，形成一张热成像图片，当旋转至最终角度后，所述热成像相机拍摄出多张图片，所述控制器控制云台反向旋转至初始角度，等待下一次拍摄；所述图像合成模块用于将所述热成像模块从初始角度旋转至最终角度所拍摄的多张图片拼接成一张完整的全景视图；所述图像分析模块用于对拼接后的全景视图作为训练样本，将每幅样本图裁剪为小图，并进行编号;取所有样本图中相同编号的小图，计算各像素的均值，生成基准t图，对新的合成图进行分析时，按照相同的方法对合成图进行裁剪，并与对应的基准图进行比对，计算判据为:d=EPxy-p’Xy2，x=l，…，40，y=l,…，40;所述图像分析模块根据先验判据设定阈值d。，若ddo,则对该图像区域进行报警。2.如权利要求1所述的热成像现场监控装置，其特征在于，所述热成像相机包括:光学镜头、成像传感器、图像处理器和供电电路，其中，所述光学镜头、成像传感器、图像处理器依次相连，所述供电电路分别与所述光学镜头、成像传感器、图像处理器相连。3.如权利要求2所述的热成像现场监控装置，其特征在于，所述控制器、成像传感器、图像处理器和供电电路采用防爆设计。4.如权利要求1所述的热成像现场监控装置，其特征在于，所述图像合成模块拼接全景视图，包括：计算图像中每个像素点温度值与周围8个像素温度值之差的最大值，作为该像素的新的像素数值，即t’=max[t_t±，（t—t下），（t—ti，（t-t右），，（t—t*r，（t—t右下）]采用二值化算法:将经过差分的图像进行二值化处理，根据先验经验设定阈值to,每个像素点的像素值t’，若t’to,像素颜色设为黑色，若t’d〇，则对该图像区域进行报警。6.如权利要求5所述的热成像现场监控方法，其特征在于，在所述步骤S3中，计算图像中每个像素点温度值与周围8个像素温度值之差的最大值，作为该像素的新的像素数值，即t'=max[t-t±,t-tr,t-ti,t-t*,t-t£t,t-t^±,t-tjrf,t-tCT]采用二值化算法:将经过差分的图像进行二值化处理，根据先验经验设定阈值tQ，每个像素点的像素值t’，若t’t◦，像素颜色设为黑色，若t’〈to,像素颜色设为白色；将经过二值化处理的图像，按下述方法根据黑色像素点的分布进行划分：任选图像中的一个黑色像素点，找到所有与该点相邻的黑色像素点，记录各点的坐标，计算记录各点坐标的均值并记录，将被计算的各点改为白色；完成图像分割后，将得到的多个坐标均值按x轴坐标排序，形成如下序列{[XI，yi]，[X2，y2]，[X3，y3]，••.[Xn，yn]}根据得到的序列，对相邻图像进行匹配：记相邻2张图像中，左侧图像的序列为{[xi，yi]，[X2，y2],[X3，y3]，•••[xn，yn]}，右侧图像序列为{[Ul，vi]，[U2，V2]，[U3，V3]，…[Um，Vm]};记do=absyn2-vi2，dk=absyn-k2n+k2，dp=mindi，…，dk;对两图像原始图像进行平移，固定左侧图像，将右侧图像从重合位置向右平移，计算干移距i^a，使得Sa=min[Xn-p-ui+p+a2+Xn-p+i-U2+p+a2—h¾-Um+a];平移后，两幅图像重叠的区域，每个像素点的像素值取两原图对应像素点的平均值；通过上述方式可以完成相邻两副图像的拼接，并可按相同方式完成一次旋转获得的全部图像的拼接图。

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