用于终端用户视差调整的方法
【专利说明】用于终端用户视差调整的方法
【背景技术】
[0001] 在各种情况下使用热成像照相机。例如，在维护检查期间常常使用热成像照相机 来对设备进行热检查。除其它类型的设备之外，示例性设备可包括旋转机械、配电板或成断 路器排。热检查可以使用红外（IR)能量检测来检测设备热点，诸如过热机器或电气部件， 帮助确保在更显著的问题发展之前及时地修理或替换过热设备。
[0002] 根据照相机的构造，热成像照相机还可生成同一对象的可见光图像。照相机可以 协调方式显示红外图像和可见光图像，例如以帮助操作员解释由热成像照相机生成的热图 像。不同于一般地在不同对象之间提供良好对比度的可见光图像，与现实场景相比常常难 以识别和辨别热图像中的不同特征。为此，操作员可依赖于可见光图像以帮助解释热图像 和使其聚焦。
[0003] 在热成像照相机被构造为生成热图像和可见光图像两者的应用中，照相机可包括 两组单独的光学件：可见光光学件以及红外光学件，其中，所述可见光光学件使可见光聚焦 在可见光传感器上用于生成可见光图像，所述红外光学件使红外辐射聚焦在红外传感器上 用于生成红外图像。
[0004] 包括可见光光学件和传感器以及红外光学件和传感器的照相机可将这些单独装 置定位于照相机上的单独位置中。例如，VL部件可位于IR部件上方、下方或任一侧。因 此，可设想在某些实施例中，用两组光学件观察到的场景基本上是不同的，一个偏离另一 个，即，可存在被结合在图像之间的视差偏移，其可以是由于来自两组光学件的视差而引起 的配准误差的体现。
[0005] 在某些先前实施例中，用户可调整一组或多组光学件的焦距以尝试分辨此视差偏 移。其它照相机可以是定焦器件，并且可能不具有用其来解决视差偏移的可调整焦距。某 些照相机可以包括到目标距离（distance-to-target)测量并基于此类测量来调整视差。然 而，在任何情况中，可出现其中聚焦、到目标距离或出厂校准视差修正不足且并未适当地修 正视差误差的情况。另外，将附加透镜结合到热成像照相机中可以用于使视差修正混合或 复杂化。
【发明内容】
[0006] 本公开的方面针对用于减小红外（IR)与可见光（VL)图像之间的视差误差的系统 和方法。在某些示例中，IR和VL图像可以经历第一视差修正以便减小图像之间的视差误 差。可以例如经由使IR和VL图像中的一者或两者聚焦来执行此类修正。在第一视差修正 之后，可以显示IR和VL图像，包括第一修正。随后，用户可以经由用户接口手动地对IR和 VL图像进行配准。该手动配准可以导致第一组视差改进数据，其可以在第一视差修正之后 修正其余视差。可以将第一组视差改进数据存储在存储器(例如，照相机中的存储器）中以 供将来使用，诸如以用于输入到视差修正数学算法中。
[0007] 在某些示例中，一种系统可以包括用于产生已修改IR图像的附加IR透镜。在类 似于上述的过程中，该系统可以执行视差修正(例如，第二视差修正）以减小已修改IR图像 与相应VL图像之间的视差。可以在视差修正过程之后在显示器上呈现结果得到的已修改IR和相应VL图像。随后，用户可以经由用户接口来手动地对已修改IR和相应VL图像进行 配准。手动配准可以导致第二组视差改进数据。可以将此第二组视差改进数据存储在存储 器中以供将来使用。在某些示例中，可以将第二组视差改进数据存储在照相机存储器或存 储于附加透镜内的存储器中。
[0008] 在某些实施例中，系统可以采用数学算法用于执行自动化视差改进。在某些示例 中，该系统包括一个或多个数学算法，其能够接收视差改进数据作为输入以确定视差改进 值。例如，在某些示例中，该系统可以接收存储在存储器(例如，照相机存储器或透镜存储器 中的一者或两者)中的视差改进数据作为到数学算法中的输入。在某些实施例中，可以将视 差改进数据重置以不促进由一个或多个数学算法确定的视差改进。
【附图说明】
[0009] 图1是示例性热成像照相机的透视前视图。
[0010] 图2是图1的示例性热成像照相机的透视后视图。
[0011] 图3是图示出图1和2的热成像照相机的示例性部件的功能框图。
[0012] 图4是示出了热成像照相机的各部分与附加IR透镜之间的接合和通信的示意性 表不。
[0013] 图5是图示出用于对视差误差进行微调的示例性方法的过程流程图。
[0014] 图6是图示出用于在使用附加IR透镜的同时对视差误差进行微调的示例性方法 的过程流程图。
[0015] 图7是图示出包括视差误差的混合IR和VL图像的示例性屏幕快照。
【具体实施方式】
[0016] 以下详细描述本质上是示例性的，且并不意图以任何方式限制本发明的范围、适 用性或构造。相反地，以下描述提供了用于实现本发明的示例的某些实际说明。提供了用 于所选元件的构造、材料、尺寸以及制造过程的示例，并且所有其它元件采用本发明的领域 的普通技术人员已知的东西。本领域的技术人员将认识到许多所述示例具有各种适当的替 换方案。
[0017] 可以使用热成像照相机来跨在观察中的场景(包括一个或多个对象）检测热图。 热成像照相机可检测由场景发出的红外辐射，并且将该红外辐射转换成指示热图的红外图 像。在某些实施例中，热成像照相机还可从场景捕捉可见光，并将该可见光转换成可见光图 像。根据热成像照相机的构造，照相机可包括用以使红外辐射聚焦在红外传感器上的红外 光学件和用以使可见光聚焦在可见光传感器上的可见光光学件。
[0018] 各种实施例提供了用于使用平均技术来产生具有减少噪声的热图像的方法和系 统。为了进一步改善图像质量并消除可由平均(例如模糊、幻影等)引起的问题，在平均之前 在热图像上执行图像对准过程。
[0019] 图1和2分别地示出了示例性热成像照相机100的前和后透视图，其包括壳体 102、红外透镜组件104、可见光透镜组件106、显示器108、激光器110以及触发控制机构 112。壳体102容纳热成像照相机100的各种部件。热成像照相机100的底部部分包括用 于经由一只手来握持和操作照相机的提把手。红外透镜组件104从场景接收红外辐射并使 辐射聚焦在红外传感器上，以便生成场景的红外图像。可见光透镜组件106从场景接收可 见光并使该可见光聚焦在可见光传感器上，以便生成同一场景的可见光图像。热成像照相 机100响应于压下触发控制机构112而捕捉可见光图像和/或红外图像。另外，热成像照 相机100控制显示器108显示由照相机生成的红外图像和可见光图像，例如以帮助操作员 对场景进行热检查。热成像照相机100还可包括被联接到红外透镜组件104的聚焦机构， 该红外透镜组件104被构造成使红外透镜组件的至少一个透镜运动，从而调整由热成像照 相机生成的红外图像的焦距。
[0020] 在操作中，热成像照相机100通过从场景接收在红外波长谱中发射的能量并处理 该红外能量以生成热图像来检测场景中的热图。热成像照相机100还可通过接收在可见光 波长谱中的能量并处理该可见光能量以生成可见光图像来生成同一场景的可见光图像。如 下面更详细地描述的，热成像照相机100可包括被构造成捕捉场景的红外图像的红外照相 机模块和被构造成捕捉同一场景的可见光图像的可见光照相机模块。红外照相机模块可接 收通过红外透镜组件104投射的红外辐射并由此生成红外图像数据。可见光照相机可接收 通过可见光透镜组件106投射的光并由此生成可见光数据。
[0021] 在某些示例中，热成像照相机100基本上同时地(例如，在同一时间)收集或捕捉红 外能量和可见光能量，使得由照相机生成的可见光图像和红外图像在基本上相同的时间是 同一场景的。在这些示例中，由热成像照相机100生成的红外图像指示在特定时间段的场 景内的局部化温度，而由照相机生成的可见光图像指示在同一时间段的同一场景。在其它 示例中，热成像照相机可在不同的时间段从场景捕捉红外能量和可见光能量。
[0022] 可见光透镜组件106包括至少一个透镜，其使可见光能量聚焦在可见光传感器上 以便生成可见光图像。可见光透镜组件106定义可见光光轴，其穿过组件的所述至少一个 透镜的曲率中心。可见光能量透过透镜的前面投射，并聚焦在透镜的相对侧。可见光透镜 组件106可以包括串联地布置的单个透镜或多个透镜(例如，两个、三个或更多透镜)。另外， 可见光透镜组件106可以具有固定焦距，或者可以包括用于改变可见光光学件的焦距的焦 距调整机构。在其中可见光透镜组件106包括焦距调整机构的示例中，焦距调整机构可以 是手动调整机构或自动调整机构。
[0023] 红外透镜组件104还包括使红外能量聚焦在红外传感器上以便生成热图像的至 少一个透镜。红外透镜组件104限定红外光轴，其穿过组件的透镜的曲率中心。在操作期 间，红外能量被指引通过透镜的前面并聚焦在透镜的相对侧。红外透镜组件104可以包括 可串联地布置的单个透镜或多个透镜(例如，两个、三个或更多透镜)。
[0024] 如上文简要描述的，热成像照相机100包括用于调整由照相机捕捉的红外图像的 焦距的聚焦机构。在图1和2中所示的示例中，热成像照相机100包括聚焦环114。聚焦环 114被操作联接(例如，机械和/或电联接)到红外透镜组件104的至少一个透镜，并被构造 成使所述至少一个透镜运动至各种聚焦位置，从而使由热成像照相机100捕捉的红外图像 聚焦。可手动地使聚焦环114绕着壳体102的至少一部分旋转，从而使至少一个透镜运动， 聚焦环被操作联接到所述至少一个透镜。在某些示例中，聚焦环114还被操作联接到显示 器108,使得聚焦环114的旋转促使同时地在显示器108上显示的可见光图像的至少一部分 和红外图像的至少一部分相对于彼此运动。在不同示例中，热成像照相机100可包括以除 聚焦环114之外的构造实现的手动焦距调整机构，或者在其它实施例中可简单地保持固定 焦距。
[0025] 在某些示例中，除手动调整聚焦机构之外或作为其替代，热成像照相机100可包 括自动调整聚焦机构。可将自动调整聚焦机构操作联接到红外透镜组件104的至少一个透 镜，并构造成自动地将所述至少一个透镜运动至各种聚焦位置，例如响应于来自热成像照 相机100的指令。在此类示例的一个应用中，热成像照相机100可使用激光器110来以电 子方式测量目标场景中的对象与照相机之间的距离，称为到目标距离。热成像照相机100 然后可控制所述自动地调整聚焦机构以使红外透镜组件104的所述至少一个透镜运动至 与由热成像照相机100确定的到目标距离数据相对应的聚焦位置。该聚焦位置可对应于 到目标距离数据，因为可将聚焦位置构造成将目标场景中的对象对焦地放置在所确定距离 处。在某些示例中，由自动调整聚焦机构设定的聚焦位置可被操作员手动地取而代之，例如 通过对聚焦环114进行旋转。
[0026] 可存储由激光器110测量的到目标距离的数据并使其与相应捕捉图像相关联。对 于使用自动聚焦捕捉的图像而言，此数据将作为聚焦过程的一部分被收集