用于气体检测系统和方法的标准和跨度的确定技术方案

提供了各种技术来增加场景中的气体特征与其他特征之间的对比度。在一个实施例中，一种方法包括接收捕获的图像帧，其包括多个像素，所述像素具有相关像素值的第一范围。该方法还包括接收所述像素的子集的选择，其中所述子集包括气体特征和场景特征。该方法还包括确定与所述子集的所述像素相关的跨度，所述子集的所述像素的相关像素值的第二范围小于所述第一范围。该方法还包括对所述捕获的图像帧进行缩放，以提供限于与所述跨度相关的像素值的所述第二范围的调整的图像帧，以增加所述气体特征和所述场景特征之间的对比度。该方法还包括显示所述调整的图像帧。还提供了另外的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于气体检测系统和方法的标准和跨度的确定相关申请的交叉引用本专利申请要求2018年12月20日提交的标题为“气体检测系统和方法的标准和跨度的确定”的美国临时专利申请第62/783,080号的优先权和利益，该申请的全部内容通过引用合并于此。
本专利技术总体涉及气体检测技术，更具体地说，涉及气体图像的显示。
技术介绍
在气体检测领域中，红外成像系统(如气体检测相机)被用来捕获存在受关注的气体的场景的图像帧(例如，图像)。捕获的图像帧包括多个像素，每个像素均具有相关的像素值。因为捕获的红外图像帧可能包括表现出明显不同的红外辐射强度的特征(例如，气柱相对其他特征)，所以捕获的图像帧的像素值可能会有很大变更。这使得向用户有效显示(例如，在气体检测相机的屏幕上)气体图像帧的能力变得复杂。在这方面，传统的气体检测相机通常要求用户选择要显示的像素值的范围。不幸的是，这类系统为了选择像素值的范围而通常考虑整个图像。当与受关注的气体相关的特定像素值聚集在可能与其他特征相关的像素值相近的小范围的像素值周围时，这可能会产生问题。在这种情况下，可能难以在捕获的图像帧中看到受关注的气体，并且可能无法表现出与其他特征的足够对比度以供用户轻松辨别。因此，对于这种传统系统的用户来说，手动调整传统系统以增加气体对比度是困难的并且耗时的。
技术实现思路
提供了用于显示具有改进的对比度的气体图像的改进技术。例如，可以使用捕获的图像帧的子集来选择用于显示气体图像的标准和跨度。在一些实施方式中，可以生成并分析与该子集相关的像素值的直方图，以确定标准和跨度。在一个实施方式中，一种方法包括：接收捕获的图像帧，该捕获的图像帧包括多个像素，所述多个像素具有相关像素值的第一范围；接收所述像素的子集的选择，其中所述子集包括气体特征和场景特征；确定与所述子集的所述像素相关的跨度，所述子集的所述像素具有相关像素值的第二范围，所述第二范围小于所述第一范围；对所述捕获的图像帧进行缩放，以提供限于与所述跨度相关的像素值的所述第二范围的调整的图像帧，以增加所述气体特征和所述场景特征之间的对比度；以及显示所述调整的图像帧。在另一实施方式中，一种系统包括：成像器，其配置成捕获图像帧：显示器；和逻辑装置，其配置成：接收捕获的图像帧，该捕获的图像帧包括多个像素，所述多个像素具有相关像素值的第一范围；接收所述像素的子集的选择，其中，所述子集包括气体特征和场景特征；确定与所述子集的所述像素相关的跨度，所述子集的所述像素具有相关像素值的第二范围，所述第二范围小于所述第一范围；对所述捕获的图像帧进行缩放，以提供限于与所述跨度相关的像素值的所述第二范围的调整的图像帧，以增加所述气体特征和所述场景特征之间的对比度；以及向所述显示器提供所述调整的图像帧。在另一实施方式中，一种方法包括：接收第一捕获的图像帧，该第一捕获的图像帧包括多个像素，所述多个像素具有相关像素值的第一范围；接收所述像素的子集的选择，其中，所述子集包括场景特征；确定与所述子集的所述像素相关的跨度，所述子集的所述像素具有相关像素值的第二范围，第二范围小于所述第一范围；其中，所述跨度包括与所述场景特征相关的第一极限值和与预期的气体特征相关的第二极限值；接收包括所述场景特征和所述气体特征的第二捕获的图像帧；以及对所述第二捕获的图像帧进行缩放，以提供限于与所述跨度相关的像素值的所述第二范围的调整的图像帧，以增加所述气体特征和所述场景特征之间的对比度。本专利技术的范围由权利要求限定，这些权利要求通过参考而被纳入本节中。对本领域的技术人员来说，通过对一个或多个实施方式的以下详细描述的思考，将对本专利技术的实施方式有更全面的理解，并实现其额外的优势。将参考所附的图示，将会首先简要地描述这些图示。附图说明图1示出了根据本公开的实施方式的成像系统的框图。图2示出了根据本公开的实施方式的成像器的框图。图3示出了根据本公开的实施方式确定用于显示捕获的图像帧的标准和跨度设定的过程。图4示出了根据本公开的实施方式的捕获的图像帧。图5示出了根据本公开的实施方式的具有选择的子集的捕获的图像帧。图6示出了根据本公开的实施方式以确定的标准和跨度显示的捕获的图像帧。图7示出了根据本公开的实施方式的直方图。参考下面的详细描述最好地理解本专利技术的实施方式及其优点。应该理解的是，相似的附图标记用来识别一个或多个图中所示的相似的元件。具体实施方式提供了各种技术来选择为捕获的图像帧显示的像素值的标准和跨度，以改善显示的图像帧的气体特征和非气体特征之间的对比度。例如，可以基于对捕获的图像帧的包括受关注的气体的子集中的像素值的分析来选择显示的像素值的标准和跨度。通过使用包括气体的子集的像素值来选择标准和跨度，图像帧的具有明显较高或明显较低的像素值的其他部分可能在所选标准和跨度范围之外。显示给用户的像素值可以在选择的跨度内进行缩放，从而提高气体和图像帧的其他特征之间的对比度。例如，各种受关注的气体可能表现出特定的吸收特性，从而使某些红外波长被气体吸收，而其他波长被透射(例如，红外辐射的吸收和透射因波长而异)。通过将成像系统接收的红外辐射过滤到特定的波长范围(如波段)，可以通过对红外图像帧的适当处理来检测气体。尽管成像系统可以配置为在特定的波长范围内对气体进行成像，但被成像场景的其他特征(例如，也被称为背景特征或场景特征)也可能在特定的波长范围内表现出红外辐射，因此也会出现在捕获的图像帧中。因此，捕获的图像帧可以在特定的波长范围内接收来自成像场景中要检测的气体以及成像场景的其他特征的不同强度的红外辐射。例如，场景中的在过滤的波段中表现出相当大的吸收的气体表现的强度可能低于另一个具有较高强度的特征。然而，在传统系统中，当捕获的图像帧显示给用户时，强度的巨大差异会带来问题。例如，在传统系统中，用户可能需要指定标准(例如，参考像素值)和跨度(例如，大于和小于参考像素值的像素值的范围)来显示在捕获的图像帧中。遗憾的是，如果跨度包含了广泛的像素值(例如，整个图像帧中存在的所有像素值)，那么用户可能难以在捕获的图像帧中实际辨别气体。在这种情况下，与气体相关的像素值的范围可能代表图像帧中显示的像素值的整体范围的一小部分。因此，受关注的气体的像素值可能以接近其他特征的像素值的方式进行缩放(例如，气体和其他特征可能表现出类似的像素数，这些像素数在显示图像帧时被映射为类似的灰度值或类似的假色值)。根据本文进一步讨论的各种实施方式，通过使用捕获的图像帧的所选子集，以自动方式选择标准和跨度，可以克服与传统系统相关的此类问题。例如，在一些实施方式中，可以进行基于直方图的分析，也可以考虑其他技术。现在转向附图，图1示出了根据本公开的一个实施方式的成像系统100的框图。成像系统100可以包括相机101、逻辑装置110、机器可读介质113、存储器120、显示器140、用户控制装置150、通信接口152、其他传感器160和其他部件180。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，该方法包括：/n接收捕获的图像帧，该捕获的图像帧包括多个像素，所述多个像素具有相关像素值的第一范围；/n接收所述像素的子集的选择，其中，所述子集包括气体特征和场景特征；/n确定与所述子集的所述像素相关的跨度，所述子集的所述像素具有相关像素值的第二范围，所述第二范围小于所述第一范围；/n对所述捕获的图像帧进行缩放，以提供限于与所述跨度相关的像素值的所述第二范围的调整的图像帧，以增加所述气体特征和所述场景特征之间的对比度；以及/n显示所述调整的图像帧。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181220 US 62/7830801.一种方法，该方法包括：
接收捕获的图像帧，该捕获的图像帧包括多个像素，所述多个像素具有相关像素值的第一范围；
接收所述像素的子集的选择，其中，所述子集包括气体特征和场景特征；
确定与所述子集的所述像素相关的跨度，所述子集的所述像素具有相关像素值的第二范围，所述第二范围小于所述第一范围；
对所述捕获的图像帧进行缩放，以提供限于与所述跨度相关的像素值的所述第二范围的调整的图像帧，以增加所述气体特征和所述场景特征之间的对比度；以及
显示所述调整的图像帧。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括确定与所述第二范围内的参考像素值相对应的标准。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述标准是所述子集的中位像素值。


4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述标准限定所述跨度的中点。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用第一范围的像素值向用户显示所述捕获的图像帧；并且
其中，响应于所述捕获的图像帧的所述显示而从用户接收所述子集的所述选择。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，接收所述选择包括：接收所述用户在显示所述捕获的图像帧的触摸屏上限定所述子集的周界的选择。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述捕获的图像帧包括额外的场景特征，该额外的场景特征的像素值在所述第二范围之外，其中，所述调整的图像帧省略了所述额外的场景特征。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
生成所述子集的所述像素值的直方图；和
使用所述直方图确定所述跨度。


9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
识别所述直方图的与所述气体特征相关的第一峰值；
识别所述直方图的与所述场景特征相关的第二峰值；
其中，使用所述第一峰值和所述第二峰值确定所述跨度；并且
其中，与所述跨度相关的像素值的所述第二范围至少从所述第一峰值延伸到所述第二峰值。


10.一种系统，该系统包括：
成像器，所述成像器配置成捕获图像帧；
显示器；和
逻辑装置，所述逻辑装置配置成：
接收捕获的图像帧，该捕获的图像帧包括多个像素，所述多个像素具有相关像素值的第一范围；
接收所述像素的子集的选择，其中，所述子集包括气体特征和场景特征；
确定与所述子集的所述像素相关的跨度，所述子集的所述像素具有相关像素值的第二范围，所述第二范围小于所述第一范围；
对所述捕获的图像帧进行缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛塔·巴伦辛西伯格，H·E·尼格兰，T·阮，
申请(专利权)人：前视红外系统股份公司，菲力尔系统公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE