CN110108364A - 一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法及系统，方法包括：进行人体测温前，在红外图像中设定黑体的指定区域，并使黑体处于隐藏状态；测温过程中，定时将黑体移动到红外图像中的指定区域，采集黑体实际温度以及红外图像中黑体区域各像素点的AD值，通过各像素点的AD值计算红外图像中黑体区域的AD值均值；通过所述AD值均值和黑体实际温度计算黑体温度补偿值，黑体恢复成隐藏状态；通过所述黑体温度补偿值，对测量出的温度进行温度补偿，将补偿后的温度作为实际温度，对超温人体进行筛选。本发明通过黑体定时补偿机制，可以有效解决原有红外实时黑体测温系统中的红外测温仪和黑体必须相对固定的缺陷，实现可移动的基于黑体的人体测温。
Description
技术领域
本发明涉及红外测温领域，具体涉及一种黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法及系统。
背景技术
在进行人体测温的场所，通常使用同时具有红外光摄像头、可见光摄像头、黑体、上位机电脑组成的人体温度筛查系统，对超温人体进行筛查。另外，还有一些使用便携式类似数码相机的人体测温设备，没有使用黑体作为温度参考源，通过相机上红外光摄像头用以捕捉异常温度信息，进行测温报警。红外测温系统中采用的黑体温度在一个小时内的变化低于0.1摄氏度，由于黑体温度稳定，实时黑体补偿能够较好地提高测温准确性。但是该技术存在以下缺陷：
(1)黑体实时补偿，要求黑体靶面一直存在于红外画面内，占用了红外有效测温区域。
(2)黑体实时补偿，要求黑体位置和距离相对红外头相对固定，导致机头和黑体安装位置固定，移动性不够，只适合人流方向固定，测温距离固定、测温现场光线较好、其他温度源干扰较少的固定场景的测温场合。
随着移动机器人的出现，人们提出了在可移动机器人上安装红外测温仪。机器人在人群中进行穿梭巡检测温。固定黑体的传统人体测温仪，由于安全性和美观等方面原因，显然不适合这种应用场景。
没有使用黑体的便携式类似数码相机的人体测温设备，使用红外测温仪自带的快门作为温度参考源，但由于镜筒本身的温升效应，测温的准确性显然不如使用黑体的人体测温系统。
发明内容
为解决上述技术问题，作为本发明的第一方面，提供一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，进行人体测温前，在红外图像中设定黑体的指定区域，并使黑体处于隐藏状态；
步骤2，测温过程中，定时将黑体移动到红外图像中的指定区域，采集黑体实际温度以及红外图像中黑体区域各像素点的AD值，通过所述各像素点的AD值计算红外图像中黑体区域的AD值均值；
步骤3，通过所述AD值均值和黑体实际温度计算黑体温度补偿值，黑体恢复成隐藏状态；
步骤4，通过所述黑体温度补偿值，对测量出的温度进行温度补偿，将补偿后的温度作为实际温度，对超温人体进行筛选。
进一步地，所述方法还包括：在黑体移动完成后及采集红外图像中黑体区域的AD值前，先进行快门补偿，计算每个像素点的AD补偿值，后续测温过程中，根据红外探测器所采集的每个像素点的原始AD值加上对应像素点的AD补偿值，作为每个像素点的AD值。
进一步地，进行快门补偿具体为：打快门时，使用温度均匀的快门片遮挡住红外测温仪，通过红外探测器所采集的原始AD值矩阵，计算出每个像素点的原始AD值和对应像素点标准AD值之间的差值，作为对应像素点的AD补偿值。
进一步地，步骤3中，通过所述AD值均值和黑体实际温度计算黑体温度补偿值具体为：获得所述AD值均值后，根据AD值与温度之间的关系曲线计算该AD值均值对应的温度T1，最后计算黑体实际温度T2和T1之间的差值，作为黑体温度补偿值。
进一步地，所述方法还包括：周期性地重复步骤2和3，定时计算出黑体温度补偿值，进行黑体定时温度补偿。
进一步地，所述方法还包括：引入人脸识别技术，检测人脸区域，并对测量出的人脸区域温度通过黑体温度补偿值进行温度补偿。
进一步地，所述方法还包括：在进行测温且黑体处于隐藏状态时，采用定期快门补偿，计算每个像素点的AD补偿值，通过所述AD补偿值对红外测温仪采集的AD值进行补偿，从而减少镜筒温升对测温过程的影响。
作为本发明的另一方面，提供一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，所述方法包括：
在测温过程中，先使黑体处于隐藏状态；
定时把黑体移动到红外测温仪的视场范围内；
识别黑体在红外图像中的区域，然后采集黑体实际温度和红外图像中黑体中心2/3区域的AD值均值，根据所述AD值均值和黑体实际温度计算黑体温度补偿值，黑体恢复成隐藏状态；
通过所述黑体温度补偿值，对测量出的温度进行温度补偿，将补偿后的温度作为实际温度，对超温人体进行筛选。
作为本发明的再另一方面，提供一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选系统，所述系统包括上位机电脑、红外测温仪、黑体、第一移动装置、第二移动装置和黑体实际温度测量装置；所述第一移动装置与所述红外测温仪连接，用以驱动所述红外测温仪移动；所述第二移动装置与所述黑体连接，用以驱动所述黑体定时移动到红外测温仪的红外图像中的指定区域或者红外测温仪的红外测温仪的前面；所述红外测温仪用于采集被测对象的AD值；所述黑体实际温度测量装置用于采集黑体实际温度，所述上位机电脑用于通过采集的黑体区域的AD值均值和所述黑体实际温度计算黑体温度补偿值，并通过所述黑体温度补偿值对测量出的温度进行温度补偿，将补偿后的温度作为实际温度，对超温人体进行筛选。
本发明的有益效果：
本发明通过黑体定时补偿机制，可以有效解决原有红外实时黑体测温系统中的红外测温仪和黑体必须相对固定的缺陷；通过定时快门补偿相结合机制，减少镜筒温升对测温的影响，在一定时间内，使得黑体不在红外测温仪视野中时依然能够正常测温，增强人体测温系统的可移动性和环境适应性，使可移动的基于黑体的人体测温系统成为了可能。另外，通过引入人脸识别技术，还可屏蔽其他温度干扰源对测温的影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，作为本发明的第一实施例，提供一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，进行人体测温前，在红外图像中设定黑体的指定区域，并使黑体处于隐藏状态，即黑体不必出现在红外测温仪视场范围内中；
步骤2，测温过程中，定时移动黑体，使黑体位于红外测温仪的视场范围内且处于红外图像中的指定区域，采集黑体实际温度以及红外图像中黑体区域各像素点的AD值，通过所述各像素点的AD值计算红外图像中黑体区域的AD值均值；
步骤3，通过所述AD值均值和黑体实际温度计算黑体温度补偿值，黑体恢复成隐藏状态；
步骤4，通过所述黑体温度补偿值，对测量出的温度进行温度补偿(即将红外测温仪测量出的温度加上所述黑体温度补偿值)，将补偿后的温度作为实际温度，将所述实际温度与正常温度对比，对超温人体进行筛选。
其中，所述AD值通过红外测温仪采集，红外测温仪中的红外探测器将采集到的物体表面的热辐射信号转换成相应的电信号，再经过电压放大、AD转换(模数转换)即可得到对应的AD值，得到不同的Y16数据，每一个AD值或Y16数据均对应一个温度，可通过AD值与温度之间的关系曲线查询。
优选地，所述方法还包括：在黑体移动完成后及采集红外图像中黑体区域的AD值前，先进行快门补偿，计算每个像素点的AD补偿值，后续测温过程中，根据红外探测器所采集的每个像素点的原始AD值加上对应像素点的AD补偿值，作为每个像素点的AD值。
其中，所述进行快门补偿具体为：打快门时，使用温度均匀的快门片遮挡住红外测温仪，通过红外探测器所采集的原始AD值矩阵，计算出每个像素点的原始AD值和对应像素点标准AD值之间的差值，作为对应像素点的AD补偿值。
其中，打快门时的标准AD值，可以通过查关系曲线，找出当前快门片温度对应的AD值即为打快门时的标准AD值。
由于红外测温仪存在于镜筒封闭的环境中，镜筒内通过风扇形成的风道散热，镜筒内的温度并不均匀，红外探测器除了接收到目标的热辐射外，同时还会接收到镜筒的热辐射，随着镜筒温度的升高，探测器接收到的镜筒辐射逐渐增加，从而AD值也增加。由于镜筒内温度的不均匀性，红外每个像素点的AD值增加也不一致，所以在测温过程中，也必须减少镜筒内的温度对测温的影响。鉴于此，本发明通过快门补偿的方式减少镜筒内的温度对测温的影响，在打快门时，使用温度均匀的快门片遮挡住红外测温仪，记录每个像素点AD值。理论上，温度一致的物体，AD值应该是一致的，但由于镜筒温升的影响，实际采集到的每个像素点的原始AD值是不均匀的。本发明在打快门时，通过红外探测器所采集的原始AD值矩阵，计算出每个像素点的原始AD值和标准值之间的差值，从而计算每个像素点的AD补偿值，得到AD补偿值矩阵。在后续测温过程中，采用补偿值矩阵和原始AD值矩阵，计算出测温使用的AD值矩阵，即Y16值矩阵。
优选地，步骤3中，通过所述AD值均值和黑体实际温度计算黑体温度补偿值具体为：获得所述AD值均值后，根据AD值与温度之间的关系曲线计算该AD值均值对应的温度T1，最后计算黑体实际温度T2和T1之间的差值，作为黑体温度补偿值。
上述实施例中，进行正常测温时，通过红外测温仪采集被测对象的AD值，根据AD值，通过所述关系曲线，计算出每个像素点的AD值对应的关系曲线查表值，即温度测量值，所述查表值加上黑体温度补偿值，即为每个像素点的实际温度值。
优选地，所述方法还包括：周期性地重复步骤2和3，定时计算出黑体温度补偿值，进行黑体定时温度补偿。
优选地，所述方法还包括：引入人脸识别技术，检测人脸区域，并对测量出的人脸区域温度通过黑体温度补偿值进行温度补偿，屏蔽其他温度干扰源对测温的影响。
优选地，所述方法还包括：在进行测温且黑体处于隐藏状态时，也可采用定期快门补偿，计算每个像素点的AD补偿值，通过所述AD补偿值对红外测温仪采集的AD值进行补偿，及将红外测温仪采集的AD值加上所述AD补偿值作为测温时使用的AD值，从而减少镜筒温升对测温过程的影响。
如图2所示，作为本发明的另一实施例，提供一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，所述方法包括：
步骤a，在测温过程中，先使黑体处于隐藏状态；
步骤b，定时把黑体移动到红外测温仪的视场范围内；
步骤c，识别黑体在红外图像中的区域，然后采集黑体实际温度和红外图像中黑体中心2/3区域的AD值均值，根据所述AD值均值和黑体实际温度计算黑体温度补偿值，黑体恢复成隐藏状态；
步骤d，通过所述黑体温度补偿值，对测量出的温度进行温度补偿，将补偿后的温度作为实际温度，对超温人体进行筛选。
上述实施例中，可通过重复步骤b和c，定时计算出黑体温度补偿值，进行黑体定时温度补偿；为了减少镜筒温升对校温过程的影响，在黑体矫正过程中，可先进行快门补偿；为了减少镜筒温升对测温过程的影响，在不进行黑体校正，进行正常测温的时候，采用定期快门补偿机制，将镜筒温升对测温过程和校温过程的影响减少到最小。另外，因为测温场景不固定，无法屏蔽其他温度干扰源对测温的影响，在移动式的人体测温系统中，可结合人脸测温技术(含可见光人脸测温技术和红外人脸测温技术)，从而屏蔽其他温度干扰源。
本发明提供的基于黑体的人体测温，引入黑体的定时补偿机制，测温时黑体不必实时出现在红外视场范围内，黑体定时校正时间间隔可根据实际运行效果进行现场设定；在黑体定时补偿过程中，先通过快门补偿，减少镜筒温升对黑体补偿数据采集的影响，非定时补偿过程中，通过定时快门补偿，减少镜筒温升对测温的影响，定时快门时间可根据实际运行效果现场设定；通过智能黑体检测算法，可计算出黑体靶面在红外图像中的实际区域，使得黑体区域不必预先设定，减少因为机械原因导致的黑体位置不准确造成的影响。
作为本发明的再另一实施例，还提供一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选系统，所述系统包括上位机电脑、红外测温仪、黑体、第一移动装置、第二移动装置和黑体实际温度测量装置；所述第一移动装置与所述红外测温仪连接，用以驱动所述红外测温仪移动；所述第二移动装置与所述黑体连接，用以驱动所述黑体定时移动到红外测温仪的红外图像中的指定区域或者红外测温仪的红外测温仪的前面；所述红外测温仪用于采集被测对象的AD值；所述黑体实际温度测量装置用于采集黑体实际温度，所述上位机电脑用于通过采集的黑体区域的AD值均值和所述黑体实际温度计算黑体温度补偿值，并通过所述黑体温度补偿值对测量出的温度进行温度补偿，将补偿后的温度作为实际温度，对超温人体进行筛选，并显示测温结果。
另外，所述上位机电路还用于通过AD值与温度之间的关系曲线计算每个AD值所对应的温度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，进行人体测温前，在红外图像中设定黑体的指定区域，并使黑体处于隐藏状态；
步骤2，测温过程中，定时将黑体移动到红外图像中的指定区域，采集黑体实际温度以及红外图像中黑体区域各像素点的AD值，通过所述各像素点的AD值计算红外图像中黑体区域的AD值均值；
步骤3，通过所述AD值均值和黑体实际温度计算黑体温度补偿值，黑体恢复成隐藏状态；
步骤4，通过所述黑体温度补偿值，对测量出的温度进行温度补偿，将补偿后的温度作为实际温度，对超温人体进行筛选。
2.根据权利要求1所述的基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，其特征在于，所述方法还包括：在黑体移动完成后及采集红外图像中黑体区域的AD值前，先进行快门补偿，计算每个像素点的AD补偿值，后续测温过程中，根据红外探测器所采集的每个像素点的原始AD值加上对应像素点的AD补偿值，作为每个像素点的AD值。
3.根据权利要求2所述的基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，其特征在于，进行快门补偿具体为：打快门时，使用温度均匀的快门片遮挡住红外测温仪，通过红外探测器所采集的原始AD值矩阵，计算出每个像素点的原始AD值和对应像素点标准AD值之间的差值，作为对应像素点的AD补偿值。
4.根据权利要求1所述的基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，其特征在于，步骤3中，通过所述AD值均值和黑体实际温度计算黑体温度补偿值具体为：获得所述AD值均值后，根据AD值与温度之间的关系曲线计算该AD值均值对应的温度T1，最后计算黑体实际温度T2和T1之间的差值，作为黑体温度补偿值。
5.根据权利要求1所述的基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，其特征在于，所述方法还包括：周期性地重复步骤2和3，定时计算出黑体温度补偿值，进行黑体定时温度补偿。
6.根据权利要求1所述的基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，其特征在于，所述方法还包括：引入人脸识别技术，检测人脸区域，并对测量出的人脸区域温度通过黑体温度补偿值进行温度补偿。
7.根据权利要求1所述的基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，其特征在于，所述方法还包括：在进行测温且黑体处于隐藏状态时，采用定期快门补偿，计算每个像素点的AD补偿值，通过所述AD补偿值对红外测温仪采集的AD值进行补偿，从而减少镜筒温升对测温过程的影响。
8.一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选方法，其特征在于，所述方法包括：
在测温过程中，先使黑体处于隐藏状态；
定时把黑体移动到红外测温仪的视场范围内；
识别黑体在红外图像中的区域，然后采集黑体实际温度和红外图像中黑体中心2/3区域的AD值均值，根据所述AD值均值和黑体实际温度计算黑体温度补偿值，黑体恢复成隐藏状态；
通过所述黑体温度补偿值，对测量出的温度进行温度补偿，将补偿后的温度作为实际温度，对超温人体进行筛选。
9.一种基于黑体定时补偿的可移动人体温度筛选系统，其特征在于，所述系统包括上位机电脑、红外测温仪、黑体、第一移动装置、第二移动装置和黑体实际温度测量装置；所述第一移动装置与所述红外测温仪连接，用以驱动所述红外测温仪移动；所述第二移动装置与所述黑体连接，用以驱动所述黑体定时移动到红外测温仪的红外图像中的指定区域或者红外测温仪的红外测温仪的前面；所述红外测温仪用于采集被测对象的AD值；所述黑体实际温度测量装置用于采集黑体实际温度，所述上位机电脑用于通过采集的黑体区域的AD值均值和所述黑体实际温度计算黑体温度补偿值，并通过所述黑体温度补偿值对测量出的温度进行温度补偿，将补偿后的温度作为实际温度，对超温人体进行筛选。
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