基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法及装置，包括以下步骤：1）建立分区标准，根据医学研究和临床诊断的需要，从医学角度对红外热图I进行多分科的分区，每一组分区中都包括了轮廓线、分区线和定位参考点的几何参数；2）图形轮廓提取，从红外热图I中提取人体轮廓，并进行矢量化；3）定位标志的提取，提取图像及轮廓中的特征点；4）图形配准，根据图谱的位置码调取标准分区图，将红外热图I和标准分区图进行配准；5）实现分区，对人体热图实现分区；该基于头面部热场分布算法的红外热成像装置能够得到准确有效的人体红外热图来检测感染者，并帮助遏制疫情爆发。

【技术实现步骤摘要】
基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法及装置
本专利技术涉及一种基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法及装置。
技术介绍
通过呼吸系统传播的病毒感染性疾病一方面因为感染者在潜伏期无明显自觉症状，另一方面伴随着人的流动性，传播的病毒感染性疾病轻而易举的就跨过地区、跨过国界，在短短的两、三个月中就会形成全球爆发的趋势。面对这种疫情，尽早发现感染者并对其实施隔离是遏制疫情爆发的必要手段。因为这类病毒感染者通常会伴随体温升高，所以需要利用红外技术对流动性人群采取遥感式体温检测。因此，取得准确有效的人体红外热图，对于遏制疫情的爆发起着重要作用。而目前想要取得准确有效的人体红外热图，一来依赖于高精度的非接触式红外测温仪，避免测得温度与实际温度不符，二来需要对人体红外热图进行分区，以备医学统计和医学诊断之用，而目前的设备和技术无法满足上述要求。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种能够得到准确有效的人体红外热图来检测感染者，并帮助遏制疫情爆发的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法及装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法，包括以下步骤：1)建立分区标准，根据医学研究和临床诊断的需要，从医学角度对红外热图I进行多分科的分区，每一组分区中都包括了轮廓线、分区线和定位参考点的几何参数；2)图形轮廓提取，从红外热图I中提取人体轮廓，并进行矢量化；3)定位标志的提取，提取图像及轮廓中的特征点；4)图形配准，根据图谱的位置码调取标准分区图，将红外热图I和标准分区图进行配准；5)实现分区，对人体热图实现分区。作为优选，在步骤1)中，所述的分区包括有解剖学分区、神经支配分区或疼痛分区，在步骤2)中，所述矢量化的方法为:首先计算阈值V来提取红外热图I中的总图像G，接着采用梯度算子对总图像G进行卷积得到边界轮廓图像P，最后对轮廓图像P进行矢量化即可得到人体轮廓p。进一步的，所述总图像G采用以下公式得出：设：I(y，x)＝I；0≤y≤H-1；0≤x≤W-1；则：其中，H、W分别为：红外热图I的高和宽；总图像G为：其中，总图像G是一个二值图像，其中白色部分为1，令其为人体图像G1，G1涵盖红外热图I中的人体区域；黑色为0，对应背景。更进一步的，所述轮廓图像P采用以下方法得出：设：其中，Sx、Sy分别是水平和垂直方向上3×3的卷积模板，卷积公式可描述为：其中，gx(x，y)和gy(x，y)为分别用算子Sx、Sy卷积得到的轮廓点的集合，对P(x,y)用矢量表示即可得到人体轮廓p。作为优选，在步骤3)中，所述特征定位标志的提取方法为：1)在红外热图I中提取对应人体生理热区的位置A(i)，且A(i)∈G1；2)在人体轮廓p上提取端部特殊点B(i)，且B(i)∈p；其中，A、B为数据结构，包含了区域位置的坐标和对应的人体区域属性代号，i是程序运行结束后得到一个逐渐加1的值，定义为索引序号。进一步的，在步骤4)中，所述红外热图I和标准分区图的配准流程为：1)首先，依据分区类型和红外图像的位置码从数据库中调取相应的标准分区图PPG(i)；2)根据A(i)、B(i)，计算红外热图的坐标系CS；3)根据A(i)、B(i)，计算人体图像G1的比例关系Kx、Ky；4)根据Kx、Ky，对标准分区图PPG(i)的相关参量进行比例缩放，得到Pu；5)实现人体图像G1与Pu的配准——使A(i)、B(i)与Pu定位参考点对准。本专利技术所要解决的另一技术问题为提供一种基于头面部热场分布算法的装置，包括有用于采集分析人体热辐射数据的红外摄像仪，及用于配合红外摄像仪作为测温的修正依据的红外热成像温度修正装置；其中，所述的红外摄像仪包括有用于采集人体热辐射数据的红外摄像头，及用于接收红外摄像头所采集的人体热辐射数据的PC端，及用于分析PC端所接收的人体热辐射数据的红外分析系统，其中在所述红外分析系统中运行根据权利要求1-8之一的红外热图分区方法。作为优选，所述红外摄像头包括有红外光学镜头、红外探测器、红外信号模数转换输出电路和信号传输电路，所述PC端包括有通用计算机、计算机操作系统、信号输入端口和无线网络设备，所述红外分析系统包括有红外信号采集单元，红外热图转换单元、红外测温计算单元、红外热图分析单元。进一步的，所述红外热成像温度修正装置包括有微处理器，及与微处理器输出端连接的功率驱动模块，及与微处理器交互连接的数据传输模块，及与功率驱动模块输出端连接的发热器件，及设置于发热器件上的热辐射面，及设置于热辐射面上的、与微处理器的输入端连接的温度传感器。更进一步的，所述发热器件为一将电能转换为热能的热源发生器，所述温度传感器为一将热能转换成电压值发送给微处理器的铂电阻器件，所述发热器件为紧贴热辐射面设置，所述温度传感器为紧贴热辐射面设置，所述功率驱动模块、微处理器和数据传输模块还接有用于供电的电源模块。本专利技术的有益效果是：该红外热图分区方法涉及了图像处理和模式识别两大技术；分区的目的是为了自动提取人体红外热图各个区域的温度，以备医学统计和医学诊断之用，同时，搭配了更为精确的非接触式红外测温仪，相比于现有市面上采用的黑体作为修正依据，该非接触式红外测温仪的温度修正装置相比于普通黑体其精确度更高，能够达到±0.2℃，而现有市面上的常规黑体则为±0.4℃，而高精度的黑体则价格昂贵，一般不会用于作为人体测温装置普及实用，而本方案的温度修正装置其成本更低，适用于作为人体测温装置普及实用。附图说明图1为本专利技术的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法的人体神经支配分区图；图2为本专利技术的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法的人体面部上呼吸道的分区图；图3为本专利技术的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法的图像轮廓提取的示意图。图4为本专利技术的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法的8相邻点的方向码示意图；图5为本专利技术的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法的矢量化的过程示意图；图6为本专利技术的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法的轮廓点矢量化算法程序框图；图7为本专利技术的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法的人体红外热图与标准分区图谱的配准示意图；图8为本专利技术的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法的总逻辑框图；图9为本专利技术的基于头面部热场分布算法的装置的工作框图；图10为本专利技术的基于头面部热场分布算法的装置的红外热成像温度修正装置的结构框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)建立分区标准，根据医学研究和临床诊断的需要，从医学角度对红外热图I进行多分科的分区，每一组分区中都包括了轮廓线、分区线和定位参考点的几何参数；/n2)图形轮廓提取，从红外热图I中提取人体轮廓，并进行矢量化；/n3)定位标志的提取，提取图像及轮廓中的特征点；/n4)图形配准，根据图谱的位置码调取标准分区图，将红外热图I和标准分区图进行配准；/n5)实现分区，对人体热图实现分区。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)建立分区标准，根据医学研究和临床诊断的需要，从医学角度对红外热图I进行多分科的分区，每一组分区中都包括了轮廓线、分区线和定位参考点的几何参数；
2)图形轮廓提取，从红外热图I中提取人体轮廓，并进行矢量化；
3)定位标志的提取，提取图像及轮廓中的特征点；
4)图形配准，根据图谱的位置码调取标准分区图，将红外热图I和标准分区图进行配准；
5)实现分区，对人体热图实现分区。


2.根据权利要求1所述的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的分区包括有解剖学分区、神经支配分区或疼痛分区，在步骤2)中，所述矢量化的方法为:首先计算阈值V来提取红外热图I中的总图像G，接着采用梯度算子对总图像G进行卷积得到边界轮廓图像P，最后对轮廓图像P进行矢量化即可得到人体轮廓p。


3.根据权利要求2所述的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法，其特征在于：所述总图像G采用以下公式得出：
设：I(y，x)＝I；0≤y≤H-1；0≤x≤W-1；
则：
其中，H、W分别为：红外热图I的高和宽；
总图像G为：
其中，总图像G是一个二值图像，其中白色部分为1，令其为人体图像G1，G1涵盖红外热图I中的人体区域；黑色为0，对应背景。


4.根据权利要求3所述的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法，其特征在于：所述轮廓图像P采用以下方法得出：
设：
其中，Sx、Sy分别是水平和垂直方向上3×3的卷积模板，卷积公式可描述为：









其中，gx(x，y)和gy(x，y)为分别用算子Sx、Sy卷积得到的轮廓点的集合，对P(x,y)用矢量表示即可得到人体轮廓p。


5.根据权利要求1所述的基于头面部热场分布算法的红外热图分区方法，其特征在于，在步骤3)中，所述特征定位标志的提取方法为：
1)在红外热图I中提取对应人体生理热区的位置A(i)，且A(i)∈G1；
2)在人体轮廓p上提取端部特殊点B(i)，且B(i)∈p；
其中，A、B为数据结构，包含了区域位置的坐标和对应的人体区域属性代号，i是程...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡佩斯，邓秀芳，李明君，
申请(专利权)人：广州呼研所红外科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44