人体红外成像测温软件设计

发布时间：2020-07-26 15:46

【摘要】：高于绝对零度的物体都辐射红外线,红外热像仪是一种对物体红外辐射进行探测,并转化为图像进行分析显示的仪器。通过对目标物的成像进行分析可得出其外表温度场。本文开发了一套用于红外视频显示、人体体温测量、睡眠监测的安卓软件。安卓软件采用android studio作为开发工具。作为客户端,软件通过WIFI模块与服务端间进行网络连接与通讯。应用上,软件实现了图像的实时显示、场景温度实时分析、睡眠踢被子检测与报警、人体温度监测、人体运动监测等功能。本文总结了热像仪测温原理,在体温范围内对组件进行定标,得出线性测温公式。对于测温距离和热像仪内部温度的影响,文中采用线性函数来近似,从而得出修正后的线性测温模型。软件基于TCP Socket实时接收嵌入式服务端传输的红外图像。通过SOAP协议,软件可调用相应的web服务来改变服务端的状态。我们采用具有上下限的平台直方图均衡算法来实现14位图像至8位灰度图像的AGC变换。采用伪彩色编码,将8位图像转变为24位彩色图像,提高了红外图像的显示效果。我们在软件中实现了OTSU、最大熵分割等分割算法。基于阈值分割算法,我们得出人体高温区域,实现了睡眠踢被子检测算法、平均体温监测。踢被子检测算法采用人体区域占比和前景平均灰度两种测度。体温监测则是在人体区域中取前20%的点作为皮肤区域。此外,我们利用帧差法来计算人体的运动幅度。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;TN215
【图文】：

热像仪

在实际测温时，热像仪获取的除了被测物的辐射，还包括其反射的环境辐射、大气辐射，此外其内部器件辐射也影响最终输出。图2-1展示了热像仪测温时所接受的辐射情况，可见到达热像仪的外部辐射由测温物体发出的辐射、其反射的环境辐射、大气辐射等组成。因而，到达热像仪的单波长辐射亮度总和可表示为： = ( ) ( ) ( ) ( ) (2.7) 为物体发射率，为物体表面温度，为物体的吸收率，为环境温度，大气温度，为大气透过率

定标,定标点,灰度值,黑体

90]作为定标点。根据观察，同一黑体温度下，中心点处灰度值较高，这可能是由于黑体不均匀。以这些定标点的平均值来近似阵列中所有点，具体点的选取见图2-2。(4) 黑体从26℃到39℃变化，每次增加1℃，记录4次取平均值。图 2-2 定标黑体与定标点定标详细数据如表2-1所示，在环境温度22℃下，我们记录了图像平均灰度值(高于9340)、中心点灰度值、其他四点灰度值、以及5个点的均值，内部温度则保持在25.7℃左右。由图中数据可发现，图像平均灰度值相对具体的点灰度值过低，这可能是由于黑体边缘温度较低。中心点灰度值相对较高，但差距不大，因此采用5个点的均值。表 2-1 定标实验数据黑体温度(℃)平均灰度值中心点点[30

定标点,定标,拟合曲线,平均值

38.8 9435 9462 9457 9455 9457 9458 9458 25.939.8 9441.5 9470 9466 9465 9465 9466 9466对定标所得的温度-灰度表采用线性函数拟合，见图2-3。在近距离、内部温度保持在25.7℃左右，环境温度为22℃时，热像仪的输出灰度与黑体温度成线性关系，采用线性函数拟合，可得到定标曲线： = Ё (2.29)图 2-3 定标拟合曲线，图中实心点为定标点平均值固定黑体温度为34.5℃，改变测温距离，可得到距离-灰度关系。如图2-4所示，横坐标为热像仪到黑体的距离(m)，纵坐标为输出的14位灰度。图中实心点为某距离下的灰度

【参考文献】