[发明专利]具有激光指示器的可见光和IR组合的图像照相机

说明书

背景技术

现今的许多红外照相机仅利用电磁光谱的远红外部分(典型地在8-14 微米的范围内)的能量产生景象的图像(IR图像)。使用这些照相机获得的 图像基于到达照相机传感器元件的IR辐射的强度给构成景象的像素分配色 彩或灰度级别。因为合成IR图像基于目标的温度，又因为照相机显示的色 彩或级别并非典型地与景象的可见光色彩对应，所以特别是此类装置的初 学者，难以将IR景象中感兴趣的特征(例如，热斑)与操作者在可见光景 象中看到的其对应位置准确地联系起来。在红外景象反差较低的应用中， 仅红外图像可能尤其难以诠释。

红外景象是热量发射的结果，并且与反射可见光产生的可见光图像相 比，虽然不是全部，但是绝大多数红外景象都是非常本质地更不清晰。例 如，考虑一个具有许多电部件和互连的工业机器的电气控制面板，由于不 同的色彩和精确定义的形状，可见光图像将变得清晰且分明。由于从温度 高的一个或多个部分到其相邻部分的热传递，所述红外图像可能会显得不 够清晰。

为了处理所述更好地识别感兴趣的温度斑的问题，一些照相机允许操 作者利用嵌入红外照相机的独立的可见光照相机捕捉景象的可见光图像 (通常称为“控制图像”)。在商业上可以从Oregon州的Wilsonville的FLIR 系统得到的FLIR ThermaCam^P65就是这种照相机的一个例子。这些照相 机不提供自动对准或将可见光与红外图像在照相机中合并的能力，将手动 使红外图像中感兴趣的图像特征与可见光图像中对应的图像特征关联的操 作留给操作者。

可选择地，一些红外照相机应用嵌入照相机里或附于照相机上的激光 指示器。在商业上可以从Oregon州的Wilsonville的FLIR系统得到的FLIR ThermaCam^E65就是这种照相机的一个例子。该激光指示器在目标上投射 可见点或可见区域，以便允许用户从视觉上识别目标景象通过红外照相机 显示的部分。因为激光指示器辐射位于可见光谱中，所以它在红外图像中 是不可见的。因此，所述激光指示器在红外照相机中的价值有限。这在热 斑或冷斑的位置难于识别时将成为问题。例如，大型工业控制面板通常具 有许多形状相似且紧紧组装在一起的组件。有时难于确定导致热事件(例如 在红外照相机图像中的热斑)的具体组件。

其它红外温度测量工具可以应用单一的温度测量传感器，或很少数量 的排列成栅格图案的温度传感器。单一的指示工具典型地通过照亮由所述 单一温度传感器元件看到的点或区域来提供用以识别目标区域的激光指示 系统，所述单一温度传感器元件例如在商业上可从新泽西州奥克兰的 Mikron红外有限公司获得的Mikron M120。可选择地，一些系统应用允许 用户从视觉上识别位于目标景象中的点的光学系统，所述目标景象通过经 由与温度传感器对准的光学路径进行观测的工具进行测量，例如，商业上 可从新泽西州奥克兰的Mikron红外有限公司获得的Mikron M90。具有多个 传感器元件的工具典型地提供由很小数量的景象像素组成的非常粗糙的红 外图像，每一个传感器元件均具有相对大的瞬时视场(IFOV)，所述传感 器元件例如在商业上可从加利福尼亚圣地亚哥的Advanced Test Equipment 获得的IRISYS IRI 1011。使用此类图像非常难精确识别感兴趣的特征。

因为红外图像并非典型地具有清晰的分辨率，所以通常难以聚焦红外 图像。例如，因为通过多个过程从热位置到相邻位置的热传递，所述图像 并不总是具有清晰的分辨率。这使得用户主观地聚焦所述红外图像。因此， 期望使红外图像聚焦的主观性减小。

发明内容

本发明的某些实施方式在一个工具中将视频码率和/或静态红外 照相机与视频码率和/或可见光照相机组合，以便景象可以同时以可 见光和红外线观测和记录。所述两图像被配准(校正视差)且调整大 小以便相互匹配，使得红外景象和可视景象在所得到的图像中相互重 叠。操作者可以选择观测红外图像、可见光图像、或两种图像的α混 合的(熔融的)组合。因为所述两图像通过照相机匹配，所以操作者 仅通过注意两图像中感兴趣的特征重叠的位置，便可轻易地将红外图 像和可见光图像中感兴趣的特征关联起来。初学者可以选择仅观测可 见光图像且利用来自未显示但关联的红外图像的数据读取可见光图 像中的温度。