热像装置、热像自适应方法
【专利摘要】本发明的热像装置、热像自适应拍摄方法涉及热像装置，以及红外检测的应用领域。将待摄体形态和红外热像进行了共同显示，只解决了参照的问题，但是参照的大小以及自适应的缩放问题尚未解决，对于参照拍摄的效果并不十分完善，因此无法满足电力设备拍摄的更进一步的需求。本发明的目的在于，提供可通过简单的操作来获得高效红外拍摄的热像装置和热像自适应缩放的拍摄方法。
【专利说明】热像装置、热像自适应方法
【技术领域】
[0001]本发明的热像装置、热像自适应方法涉及热像装置，以及红外检测的应用领域。
【背景技术】
[0002]近来，一些期望可以降低热像拍摄的技术难度，提高拍摄速度的手段为人公知。例如专利文献申请号:201210008404.6公开了一种热像装置，其具有待摄体形态和红外热像合成部，使使用者在拍摄时能够实时将待摄体形态与红外热像进行共同显示，提高了观察热像的直观性，从而减轻了使用者的工作强度。
[0003]然而，上述方式并未完全解决问题，由于上述方式只是将待摄体形态和红外热像进行了共同显示，只解决了参照的问题，但是参照的大小以及自适应的缩放问题尚未解决，对于参照拍摄的效果不十分完善，因此无法满足电力设备拍摄的更进一步的需求。
[0004]因此，需要一种热像装置，能够在选择完待摄体形态和确定辅助形态后，指定主参照对象，并指定自适应缩放区域，并且能够根据主对象在自适应区域进行缩放，来满足电力设备拍摄的需求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供可通过简单的操作来获得高效红外拍摄的热像装置和图像自适应方法。
[0006]提供了一种含热像自适应拍摄的热像装置，该热像装置具有:显示图像的显示部；用于确定待摄体的拍摄顺序的顺序确定部；用于根据存储介质中存储的待摄体形态构成数据，选择用于显示计算的一个或多个待摄体形态构成数据的待摄体形态选择部；用于确定一个或多个辅助形态的辅助形态构成数据的辅助形态确定部；用于在待摄体形态选择部选定的待摄体形态构成数据和辅助形态确定部确定的辅助形态构成数据中，选择一个或多个作为自适应缩放依据的形态构成数据的主对象选择部；
[0007]提供了一种热像自适应方法，该智能动态拍摄方法包括以下步骤:由顺序确定部确定待摄体的拍摄顺序；由待摄体形态选择部根据存储介质中存储的待摄体形态构成数据，选择用于显示计算的一个或多个待摄体形态构成数据；由辅助形态确定部确定一个或多个辅助形态的辅助形态构成数据；由主对象选择部在待摄体形态选择部选定的待摄体形态构成数据和辅助形态确定部确定的辅助形态构成数据中，选择一个或多个作为自适应缩放依据的形态构成数据作为主对象。
【专利附图】
【附图说明】:
[0008]图1是实施例的热像装置的电气结构的框图。
[0009]图2是实施例的热像装置的外型图。
[0010]图3有待摄体形态拍摄的红外热像示意图。
[0011]图4是存储介质中存储的待摄体信息和多个待摄体形态构成数据以及辅助形态构成数据和自适应区域构成数据的实施示意图。
[0012]图5带摄体显示计算规则和算法判决规则设置的示意图。
[0013]图6是自适应显示的示意图。
[0014]图7是自适应显示的另一示意图。
[0015]图8是含有主对象设置的带摄体形态拍摄的数据流程图。
[0016]图9是不含有待摄体形态的红外拍摄示意图。
[0017]图10是构成数据确定的流程图。
[0018]图11是待摄体形态和辅助形态显示计算规则及算法判决的流程图。
[0019]名词定义:
[0020]1、待摄体形态:指拍摄设备时，目标设备的参考图形，此图形由待摄体形态构成数据生成，待摄体形态构成数据一般为设备出厂时，预存在存储单元中的红外点阵或矢量图片数据，此数据的制作方式一般为设备制造方或设备使用方根据被拍摄设备的最佳方位角度，按照相关的标准制作的红外点阵或矢量图片数据，但不限于此，本文中只要是能够反映被摄目标设备的参考图形的所有图形，均可以被称作待摄体形态，而能够形成此待摄体形态的所有关联数据均可被称作待摄体形态构成数据。
[0021]2、存储介质:本文中所述的存储介质，可以是热像装置13中的存储介质，如闪存
9、存储卡8等非易失性存储介质，临时存储部6等易失性存储介质；还可以是与热像装置13有线或无线连接的其他存储介质，如通过与通信I/F5有线或无线连接的进行通讯的其他装置如其他存储装置或热像装置、电脑等中的存储介质或网络目的地的存储介质。优选的，与待摄体形态有关的待摄体形态构成数据等数据预先存储在热像装置13中或与其连接的非易失性存储介质中，在实施例中，以闪存9作为存储待摄体形态构成数据等信息的存储介质的实例。
[0022]3、显示计算部:本文中所述的显示计算部为传统意义上对图像进行合成、叠加、剪切、融合等工作的设备部。
[0023]4、AD值的数值计算:指对拍摄部I拍摄获得的红外AD值数据，依据待摄体形态构成数据，统一改变整幅红外AD值数据中与待摄体形态构成数据相对应的AD值为特定值。
[0024]5、伪彩处理:伪彩处理的一种实施方式，例如根据热像数据(AD值)的范围或AD值的设定范围来确定对应的伪彩板范围，将热像数据在伪彩板范围中对应的具体颜色值作为其在红外热像中对应像素位置的图像数据，在此，灰度红外图像可以视为伪彩图像中的一种特例。
[0025]6、普通拍摄模式:指热像仪在工作时，只显示由拍摄部I拍摄获得的红外AD值转换后形成的红外热像。简单的说，也就是只显示红外热像，拍摄部I拍摄到什么，就显示什么的模式。
[0026]7、参照拍摄模式:指热像仪在工作时,在显示部显示的热像上,反映有待摄体形态的拍摄方式。简单的说，也就是显示部显示的内容，不仅包含了拍摄部I拍摄到的红外热像的内容，还包含了待摄体的预定形态。
[0027]8、AD值数据:将红外探测器输出的电信号在规定的周期内进行取样等信号处理，经AD转换电路转换为数字的热像数据，该热像数据在伪彩变换前均称为AD值数据。
[0028]9、主对象:在被选择的多个待摄体形态和所确定的多个辅助形态中，在缩放的时候，用来做为缩放基础的那个形态，被称为主对象。
[0029]10、形态构成数据:待摄体形态构成数据、辅助形态构成数据和自适应区域构成数据统称为形态构成数据。
【具体实施方式】
[0030]参考附图来说明本发明的实施方式。注意，以下要说明的实施例用于更好地理解本发明，而不限制本发明的范围，并且可以改变成本发明范围内的各种形式。
[0031]【第I实施方式】:
[0032]首先，说明本发明的第I实施方式。图1是显示出作为本发明各实施方式的热像装置的一例的数字红外热像仪(以下简记为热像装置)的结构的图。图1所示的热像装置100具有:控制部101、拍摄部102、临时存储部103、存储部104、通讯I/F105、操作部106、图像显示部107。
[0033]控制部101是统一控制热像装置100的各模块的动作的控制电路。控制部101根据用户对操作部106的操作，进行拍摄部102、临时存储部103、图像显示部107等的动作控制。
[0034]另外，控制部101具有:顺序确定部201、待摄体形态选择部202、辅助形态确定部203、切换部204、显示规则及算法设置部205、显示计算部206、以及主对象选择部207
[0035]顺序确定部201根据从临时存储部103或者从存储部104或者从通信I/F中读取的拍摄顺序来确定当前的拍摄任务。待摄体形态选择部202和辅助形态确定部203根据顺序确定部201确定的当前拍摄任务，来选择和确定当前要用于显示计算的形态构成数据，显示计算部206根据待摄体形态选择部202和辅助形态确定部203确定的形态构成数据，根据主对象选择部207选择的主对象，以及自适应区域指定部2071指定的自适应区域，依据显示规则及算法设置部205设置的计算规则，对拍摄部102拍摄到的红外热像进行计算，得到最终要用于显示的图像数据。切换部204根据操作部106的操作指令或者程序的默认设置，对拍摄目标进行切换。
[0036]拍摄部102由未图示的光学成像部件、镜头驱动部件、红外探测器、信号预处理电路等构成。摄像部102根据控制部101的控制来拍摄被摄体，取得被摄体的图像。光学部件由红外光学透镜组成，用于将接收的红外辐射聚焦到红外探测器。镜头驱动部件根据控制部10的控制信号驱动透镜来执行聚焦或变焦的操作；此外，也可为手动调节的光学部件。红外探测器如制冷或非制冷类型的红外焦平面探测器，把通过光学部件的红外辐射转换为电信号。信号预处理电路包括采样电路、AD转换电路、定时触发电路等，将红外探测器输出的电信号在规定的周期内进行取样等信号处理，经AD转换电路转换为数字的热像数据，该热像数据例如为14位或16位的二进制数据。
[0037]临时存储部103如RAM、DRAM、SDRAM、VRAM等断电易失性存储器，作为热像装置100工作中存储临时数据使用。该临时数据包括拍摄部102拍摄的热像数据、控制部101用于临时计算的数据、图像显示部107用于显示的数据等。不限于此，控制部101、拍摄部102、通信部106、操作部106、图像显示部107等处理器内部包含的存储器或者寄存器等也可以解释为一种临时存储介质。
[0038] 存储部104如Nandflash、Norflash、或可拆装自如的存储卡、U盘等断电非易失性存储器，存储部104存储有热像装置100的操作系统、应用程序、拍摄数据等，存储的拍摄数据是按照命名部命名后的红外热像进行存储。
[0039]通信I/F105是例如按照USB、1394、HDM1、网络等通信规范，将热像装置100与外部装置进行连接并数据交换的接口，作为外部装置，例如可以列举个人计算机、服务器、PDA(个人数字助理装置)、其他的热像装置、可见光拍摄装置、存储装置等。
[0040]操作部106用于使用者进行各种指示操作、切换操作、或者输入设定信息等各种操作，控制部101根据操作部106的操作信号，执行相应的程序。参考图2来说明操作部106，提供使用者操作的按键有记录键21、切换键22、调焦键23、菜单健24、模式键25、加工键26、确认键27、方向键28、方位键29、回放键30等；其中，记录键21用于进行记录操作；切换键22用于拍摄目标或合成对象等的切换操作；调焦键23用于进行调焦操作；菜单键24用于进入或退出菜单模式的操作；模式按键25用于进入或退出参照模式；加工键26用于进入或退出加工模式；确认键27用于确认操作；方向键28用于进行菜单条目等的选择；方位键29用于进入或退出方位检测模式；回放键30用于进入或退出回放模式。不限于此，也可采用触摸屏31或语音识别部件(未图示)等来实现相关的操作。
[0041]图像显示部107例如是设于热像装置100侧面的液晶显示器(IXD)或有机电致发光显示器(OELD)等显示部。图像显示部107在控制部101的控制下显示由摄像部102获得的图像等各种图像。
[0042]下面，说明作为本发明第I实施方式的热像装置100的动作。在本实施方式中，可通过简单的操作来达待摄体形态构成数据和辅助形态构成数据主对象的选择，以及自适应区域的指定，来达到最优的参照拍摄的目的。
[0043]热像装置100正常开机后，进行摄像部102的连续摄像，通过该连续摄像获得的动态图像被显示在图像显示部107上，如图8。此时，用户可通过操作部106的操作，控制顺序确定部201从存储部中读取拍摄任务包，从而确定待摄体的拍摄顺序，然后，待摄体形态选择部202和辅助形态确定部203根据顺序确定部201确定的拍摄顺序，从临时存储部103或存储部104中选择当前要进行拍摄的待摄体形态构成数据和确定当前要进行拍摄的辅助形态构成数据，显示计算部206根据显示规则及算法设置部205设置的规则进行显示计算，将拍摄部102拍摄的红外热像和当前选择与确定的形态构成数据共同显示在图像显示部107上，如图3，301为顺序确定部201确定的待摄体的拍摄顺序列表；302为待摄体形态选择部202选择的当前待摄体形态；303为辅助形态确定部203确定的当前辅助形态，304为摄像部102拍摄到的当前待摄体红外热像。以上的流程是没有设置主对象和自适应区域的情况。另外一种优选的实施方式，在设置待摄体形态显示计算规则和辅助形态显示计算规则时，可以选择主对象和设置自适应区域。
[0044]本实施例中，图4为存储在存储部104中的待摄体形态和辅助形态列表，在顺序确定部201确定完拍摄顺序后，待摄体形态选择部202和辅助形态确定部203和自适应区域指定部2071选择了 Tl被摄体形态构成数据、Fl辅助形态构成数据和Zl自适应区域构成数据为参照拍摄时使用的形态构成数据(形态构成数据的选择过程在本文后续做详细说明)，在选择完毕形态构成数据后，显示规则及算法设置部205进而进行显示计算规则和算法判决规则的设置处理，此时热像装置100 (或其他设置装置)的图像显示部107出现如图5的界面，进行待摄体I的显示规则及算法判决规则的设置，本实施例中，选择主对象为Fl ；设置完毕后，显示计算部206根据显示规则及算法设置部205设置的规则进行显示计算，此时，由于选择了 Fl做为主对象，并且设定了 Zl为自适应缩放区域，所以，辅助形态构成数据Fl将根据Zl的大小进行自适应缩放，同时，由于Fl为主对象，所以，待摄体形态构成数据Tl也根据Fl的缩放比进行同等的缩放，最终，图像显示部107上得到如图6的参照拍摄效果。主对象的选择达到了对主要观察区域拍摄的目的，方便了使用者的操作。
[0045]如当使用者想要对被摄体IRl的外部一定区域(120%)进行拍摄观察，用以达到评估被摄体轮廓外部一定范围的热场分布状态时，也可以通过主对象和自适应区域的使用完成。此时，首先选择Tl构成数据为待摄体形态构成数据，然后用Tl构成数据的外包矩形缩放120%生成辅助形态FL，并设置FL为主对象，接着，设置自适应区域Zl的范围，最后，显示计算部206根据以上的设置计算出要显示出的图形，图像显示部107即显示出如图7的拍摄效果。
[0046]此外，不限于用以上方法设置主对象和自适应区域，还可以通过其他的类似的方式来设置主对象和自适应区域，或者，也可以通过其他更为直观的方式来设置主对象和自适应区域。
[0047]图8是示出本发明第I实施方式的热像装置100的智能拍摄方法的流程的流程图。图8的动作是在由热像装置100开机以后的时点开始的。
[0048]步骤S01，控制部10持续监视使用者或机器开机时是否选择了参照模式。
[0049]在普通拍摄状态，图像显示部107显示动态的红外热像，这时的拍摄角度和距离获得如图9中所示的红外热像，以往使用者会困惑于待摄体热像IRl的形态特征和在其所在的红外热像中的成像位置、大小、角度，为保证拍摄质量规范，通过操作部106的预定操作如按下模式键25，控制部101检测到该操作信号，则进入参照模式。
[0050]步骤S02-步骤S03，控制部101进行待摄体形态构成数据的选择处理和辅助形态构成数据的确定处理，待摄体形态构成数据和辅助形态构成数据中通常包含有预先设定的显示计算规则和算法判别。详细见图10中的步骤S301-S307。
[0051]步骤S04，控制部101设置待摄体形态显示计算规则和辅助形态显示计算规则，并进行算法判决。详细见图11中的步骤S401-S403。
[0052]步骤S05，控制部101在选择的待摄体形态构成数据和确定的辅助形态构成数据中，进行主对象的选择，并进行自适应区域的指定。主对象为选定的待摄体形态构成数据和确定的辅助形态构成数据中的一个或者多个，当选择一个时，如图6和图7的形式进行辅助拍摄，当选择多个时，可以通过切换键进行不同主对象的切换显示，以达到更进一步的辅助拍摄的效果。自适应区域可以是固定尺寸的区域，也可以是根据主对象或者其他构成数据计算获得，或者也可以根据被摄体的大小计算获得。总之，主对象的选择和自适应区域的选择是为了让使用者更方便的进行参照拍摄。
[0053]步骤S06，接着，将拍摄获得的热像数据传送到临时存储部103 ；
[0054]步骤S07，显示计算部206根据S04-S05控制部101所设置的显示计算规则和算法判别，对临时存储部103中拍摄获得的热像AD值数据进行计算，生成最终要显示的图像(包含有待摄体形态和辅助形态的红外热像)。
[0055]步骤S08，接着，控制部101控制，将最终的图像显示在图像显示部107上。
[0056]步骤S09，控制部101判断是否进行了存储操作，存储操作可由用户进行，也可由程序默认进行，在本实施例中，如用户按下操作部106的拍照按键，热像装置100即相应存储操作，将当前张显示计算部计算获得的最终图像做为要存储的图像。
[0057]步骤S10，控制部101判断是否有默认的命名规则。如果没有默认的命名规则，则需要进行命名规则的设定。当然，命名规则的设定可以在这时完成，也可以在热像装置100开机后，在拍照前或拍照后的任意时刻进行，还可以在出厂前进行设置。
[0058]步骤S11，控制部101根据SlO步骤的命名规则，将S09步骤的图像存储到临时存储部103或者存储部104中。
[0059]步骤S12，控制部101判读是否进行切换操作，如果进行了切换操作，然后判断是否有默认的切换规则，如果有，自动切换到待摄体形态构成数据的选择处理，如果没有默认的切换规则设置，则进入到切换规则设置完成切换规则设置，然后自动切换到待摄体形态构成数据的选择处理。此时待摄体形态的选择可由控制部101自动完成，也可由用户操作完成。重复循环步骤S02-S12的过程，体现了红外热像参照模式待摄体形态构成数据和辅助形态构成数据发生变化时的切换连续拍摄过程，此种变化由重新选择待摄体形态构成数据或和重新确定辅助形态构成数据造成。
[0060]步骤S13，控制部101判断用户是否退出参照模式。如无，则重复步骤S06-S13的步骤，体现了红外热像参照模式待摄体形态构成和辅助形态构成数据不发生变化的连续拍摄过程，如果有退出指示，则结束参照模式。
[0061]参考图10来说明待摄体形态构成数据和辅助形态构成数据的确定处理。
[0062]步骤S301，判断是否有默认的(或存储部104中只存储有一个待摄体形态构成数据或辅助形态构成数据)待摄体形态构成数据和辅助形态构成数据，图中，将待摄体形态构成数据和辅助形态构成数据统称为构成数据，如有，则跳到步骤S307，控制部101将默认的待摄体形态构成数据或辅助形态构成数据予以确定；如无，则进入步骤S302。
[0063]步骤S302，控制部101基于存储部104中存储的图4，在图像显示部107的规定位置显示规定数量的基于待摄体信息获得的待摄体选择信息。
[0064]步骤S303，接着，根据对拍摄现场的待摄体I的认知，例如现场的设备指示牌，通过操作部11的操作对“待摄体I”予以选择。
[0065]步骤S304，接着，控制部101判断是否有构成数据的规定确定类型；在本实施例中，由于使用者事先设置了待摄体形态和辅助形态的规定确定类型，跳到步骤S307，待摄体形态选择部202将根据待摄体形态的规定确定类型“待摄体形态构成数据1”、“待摄体形态构成数据2”来选择待摄体形态的构成数据为“Tl构成数据”和“TU1构成数据”，辅助形态确定部203，用于确定要与红外热像共同显示的辅助形态的辅助形态构成数据，在此，确定辅助形态的构成数据为“F1构成数据”，即由轮廓Tl构成数据和TUl构成数据来获得待摄体形态，由Fl构成数据来获得辅助形态。而后，从存储部104中读取轮廓Tl构成数据、TUl构成数据、Fl构成数据，包括T1、TU1、F1相互之间的位置关系，传送到临时存储部103。
[0066]如否，即步骤S303中选择的多个待摄体信息类型的构成数据，并且其中没有符合规定确定类型的构成数据，或并未事先设置规定确定类型，则进入步骤S305。
[0067]步骤S305，控制部101使图像显示部107显示各构成数据的身份信息由使用者再次进行选择。所述身份信息，如代表其对应的构成数据的身份标识有关的文件名、编号、缩略图等，例如显示待摄体形态的缩略图，供使用者选择，可以选择其中的一个或多个。[0068]步骤S306，当进行待摄体形态构成数据和辅助形态构成数据的身份信息的选择，进入步骤S307。
[0069]步骤S307，控制部101选择待摄体形态构成数据和确定辅助形态构成数据。
[0070]参考图11来说明待摄体形态和辅助形态显示计算规则及算法判决
[0071]步骤S401，控制部101判断待摄体形态构成数据和辅助形态构成数据是否有规定的显示计算规则和算法判决，如果有，则跳到步骤S403，即调用规定的显示计算规则和算法判决。如果否，则进入步骤S402。
[0072]步骤S402，优选的方式，使用图文并茂的方式设置待摄体形态和辅助形态的显示计算规则和算法判决，作为后续的默认配置。
[0073]步骤S403，确定待摄体形态和辅助形态的显示计算规则和算法判决。
[0074]以上说明本实施例的全部内容，本领域技术人员能够容易地想到其他优点和变更。因此，本发明在其更广的意义上不限定与这里所示和所述的具体细节和代表性的实施方式。因此，可以在不脱离由所附权利要求及其等同物所定义的一般发明概念的精神或范围的情况下进行各种变更。
【权利要求】
1.一种热像装置，其特征在于，该热像装置具有: 显示图像的显示部； 顺序确定部:用于确定待摄体的拍摄顺序； 待摄体形态选择部，用于根据存储介质中存储的待摄体形态构成数据，选择用于显示计算的一个或多个待摄体形态构成数据； 辅助形态确定部，用于确定一个或多个辅助形态的辅助形态构成数据； 主对象选择部:用于在待摄体形态选择部选定的待摄体形态构成数据和辅助形态确定部确定的辅助形态构成数据中，选择一个或多个作为自适应缩放依据的形态构成数据。
2.根据权利要求1所述的热像装置，其特征在于， 该热像装置还具有顺序包读取部，该顺序包读取部可从热像装置的内部存储单元中读取预先存储的待摄体拍摄顺序。
3.根据权利要求2所述的热像装置，其特征在于， 所述顺序包读取部还可以从热像装置的外部存储单元中读取预先存储的待摄体拍摄顺序。
4.根据权利要求1所述的热像装置，其特征在于， 所述顺序确定部确定了默认的待摄体拍摄顺序，该默认的拍摄顺序为最优或者推荐或者有特定需求的拍摄顺序。
5.根据权利要求1所述的热像装置，其特征在于， 所述待摄体形态选择部和辅助形态确定部，是针对于当前要拍摄的待摄体，选择用于拍摄时需要参照的待摄体形态构成数据和确定拍摄时需要关联的辅助形态构成数据。
6.根据权利要求1所述的热像装置，其特征在于， 所述主对象确定部确定的主对象可以是待摄体形态构成数据，也可以是辅助形态构成数据。
7.所述权利要求1所述的热像装置，其特征在于， 所述热像装置还包括自适应区域指定部，自适应区域指定部指定自适应区域后，拍摄到的红外热像，或者待摄体形态选择部选择的待摄体形态构成数据，或者辅助形态确定部确定的辅助形态构成数据，可以在这个自适应区域完成自适应缩放。
8.一种热像自适应拍摄方法 由顺序确定部确定待摄体的拍摄顺序； 由待摄体形态选择部根据存储介质中存储的待摄体形态构成数据，选择用于显示计算的一个或多个待摄体形态构成数据； 由辅助形态确定部确定一个或多个辅助形态的辅助形态构成数据； 由主对象选择部在待摄体形态选择部选定的待摄体形态构成数据和辅助形态确定部确定的辅助形态构成数据中，选择一个或多个作为自适应缩放依据的形态构成数据作为主对象。
【文档编号】H04N5/232GK103926007SQ201310010031
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月10日 优先权日:2013年1月10日
【发明者】袁杰 申请人:杭州美盛红外光电技术有限公司