[发明专利]一种通过图像分割修正表面发射率的红外热成像测温方法

摘要

一种通过图像分割修正表面发射率的红外热成像测温方法；针对红外热像仪所拍摄目标对象表面的红外图像，利用图像分割算法，区分红外图像中发射率不同的区域；基于发射率测量仪测量不同区域的发射率，建立与红外图像像素一一对应的发射率分布矩阵，利用该发射率分布矩阵修正目标对象表面红外图像的灰度矩阵，从而得到符合目标对象表面发射率分布特征的红外图像，从而可以计算得到目标对象表面的温度场分布。现有红外热成像测温方法由于无法对目标对象表面的发射率分布进行正确设定而导致测温结果误差较大，本发明所提供的红外热成像测温方法能够有效减小误差，使得测温结果更符合目标对象表面实际的温度分布情况，该方法对设备要求简单，易于实现。

主权项

本发明公开一种通过图像分割修正表面发射率的红外热成像测温方法；针对红外热像仪所拍摄目标对象表面的红外图像，利用图像分割算法，区分红外图像中发射率不同的区域；基于发射率测量仪测量各不同区域的发射率，建立与红外图像像素一一对应的发射率分布矩阵，利用该发射率分布矩阵修正目标对象表面的红外图像的灰度矩阵，从而得到符合目标对象表面发射率分布特征的红外图像；由修正后的红外图像计算得到目标对象表面的温度场分布。现有红外热成像测温方法由于无法对目标对象表面的发射率分布进行正确设定而导致测温结果误差较大，本发明所提供的红外热成像测温方法能够有效减小误差，使得测温结果更符合目标对象表面实际的温度分布情况，该方法对设备要求简单，易于实现；其特征在于，包括以下五个步骤：步骤一、用红外热像仪拍摄目标对象表面的红外图像，对所拍摄的红外图像进行滤波、平滑等预处理；步骤二、利用合适的图像分割算法，区分红外图像中发射率不同的区域；步骤三、基于步骤二获得的目标对象的区域划分结果，用发射率测定仪测定目标对象中各个区域的发射率，建立与红外图像像素一一对应的发射率分布矩阵；(1)首先，建立一个大小与红外图像的灰度矩阵相同的空矩阵，记为发射率分布矩阵，并对所建立的发射率分布矩阵进行划分，划分方式与步骤二中图像区域的分割方式相同；(2)然后，用发射率测定仪测定目标对象中各个区域的发射率，并将各个区域的发射率赋值于发射率分布矩阵的相应划分块中的元素，由此，建立了与红外图像的灰度矩阵对应的发射率分布矩阵；步骤四、建立发射率修正后的红外图像灰度矩阵，矩阵大小与发射率分布矩阵和红外图像的灰度矩阵相同，矩阵元素值为红外图像的灰度矩阵与发射率分布矩阵在对应位置处元素值的乘积，由发射率修正后的红外图像灰度矩阵可以获得发射率修正后的目标对象红外图像，步骤五：将步骤四求得的发射率修正后的目标对象红外图像灰度矩阵乘以所用红外热像仪的光电响应系数，根据维恩辐射定律即可计算得到目标对象表面温度场的二维分布矩阵，然后通过伪彩色处理函数进一步得到目标对象表面温度场的伪彩色图像。