本申請涉及一種紅外熱圖像偽彩色處理方法及裝置，屬于圖像處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

熱成像技術(shù)是指把設(shè)備的紅外光轉(zhuǎn)化成人類可見的紅外熱圖像，然后通過觀察和分析紅外熱圖像所表征的溫度場變化，即可判別設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，因此熱成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、電氣和石化等行業(yè)中。

現(xiàn)有技術(shù)中，獲得的紅外熱圖像是8位灰度圖像，其能夠表達不多于256級灰度值，以此表現(xiàn)出溫度高低差別。實際應(yīng)用中，為了提高紅外熱圖像可視化效果，將256級灰度值轉(zhuǎn)換為偽彩色，但偽彩色局限于256種顏色數(shù)據(jù)，但根據(jù)紅外攝像設(shè)備能夠獲取的溫度范圍和分辨率，所獲取的溫度數(shù)據(jù)數(shù)量遠超過256個，從而傳統(tǒng)的偽彩色方法已無法將紅外熱圖像中的溫度信息充分表現(xiàn)出來，即缺乏有效表示溫度數(shù)據(jù)的能力，無法準確判斷設(shè)備內(nèi)部潛在的問題,不利于專業(yè)人員及時地采取措施，降低設(shè)備發(fā)生故障而導(dǎo)致的危害和損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種紅外熱圖像偽彩色處理方法，大大提高了紅外熱圖像的溫度表示的能力，使得工程人員通過觀察溫度高低差別，快速、準確地判斷設(shè)備內(nèi)部潛在的問題,及時地采取措施，降低設(shè)備發(fā)生故障而導(dǎo)致的危害和損失。

本申請?zhí)峁┝艘环N紅外熱圖像偽彩色處理方法，包括：

離散化顏色空間，形成三維顏色數(shù)據(jù)矩陣；

根據(jù)所述三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算相鄰顏色色差，得到不少于256個顏色數(shù)據(jù)；

根據(jù)計算出的相鄰顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列，然后建立有序排列的溫度數(shù)據(jù)與有序排列的顏色數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系，實現(xiàn)紅外熱圖像的偽彩色處理。

其中，離散化顏色空間，具體為：

等距離散化hsi顏色空間。

進一步地，等距離散化hsi顏色空間，具體為：

以冷色調(diào)為起點，每間隔δh提取一個色調(diào)值，將色調(diào)的離散結(jié)果從小到大排列；δh為色調(diào)h的離散間距；

以圓心到圓周的徑向為離散取值方向開始，每間隔δs提取一個飽和度值，直到取到圓周處；δs為飽和度s的離散間距；

以每間隔δi提取一個亮度值；δi為亮度i的離散間距。

其中，根據(jù)所述三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算相鄰顏色色差，具體為：

利用色差公式根據(jù)三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算相鄰顏色色差；

其中，為相鄰顏色色差，kl、kc和kh分別表示標準色在亮度、飽和度和色調(diào)上的色度參數(shù)，δl^*、δcab^*和分別是顏色值與標準色在亮度、飽和度和色調(diào)上的相對值，sl、sc和sh分別是kl、kc和kh上的權(quán)重系數(shù)。

其中，根據(jù)計算出的相鄰顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列，具體為：

根據(jù)預(yù)設(shè)色差閾值和計算出的相鄰顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列。

進一步地，所述顏色數(shù)據(jù)個數(shù)的上限為256*256*256/色差閾值個。

其中，建立有序排列的溫度數(shù)據(jù)與有序排列的顏色數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系，具體為：

將由冷色調(diào)至暖色調(diào)排列的顏色數(shù)據(jù)與紅外熱圖像中由低向高排列的溫度數(shù)據(jù)均勻映射。

本申請還提供了一種紅外熱圖像偽彩色處理裝置，包括：離散模塊、計算模塊、排列模塊和映射模塊；

所述離散模塊，用于離散化顏色空間，形成三維顏色數(shù)據(jù)矩陣；

所述計算模塊，用于根據(jù)所述離散模塊得到的三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算相鄰顏色色差，得到不少于256個顏色數(shù)據(jù)；

所述排列模塊，用于根據(jù)所述計算模塊計算出的相鄰顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列；

所述映射模塊，用于根據(jù)將所述排列模塊得到的有序排列的顏色數(shù)據(jù)與有序排列的溫度數(shù)據(jù)進行映射，實現(xiàn)紅外熱圖像的偽彩色處理。

其中，所述離散模塊具體用于等距離散化hsi顏色空間。

其中，所述映射模塊具體用于將由冷色調(diào)至暖色調(diào)排列的顏色數(shù)據(jù)與紅外熱圖像中由低向高排列的溫度數(shù)據(jù)均勻映射。本申請能產(chǎn)生的有益效果包括：

本發(fā)明實施例通過離散化顏色空間，形成三維顏色數(shù)據(jù)矩陣，根據(jù)形成的三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算顏色色差，得到不少于256個顏色數(shù)據(jù)，根據(jù)計算出的顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列，然后建立有序排列的溫度數(shù)據(jù)與有序排列的顏色數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系，實現(xiàn)紅外熱圖像的偽彩色處理，大大提高了紅外熱圖像的溫度表示的能力，使得工程人員通過觀察溫度高低差別，快速、準確地判斷設(shè)備內(nèi)部潛在的問題,及時地采取措施，降低設(shè)備發(fā)生故障而導(dǎo)致的危害和損失；進一步地，對顏色空間進行等距離散化，使得顏色值在顏色空間中的分布均勻平滑，從而顏色從冷色調(diào)到暖色調(diào)的變化顯得自然；進一步地，將由冷色調(diào)至暖色調(diào)排列的顏色數(shù)據(jù)與紅外熱圖像中由低向高排列的溫度數(shù)據(jù)均勻映射，使得顏色數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)的映射關(guān)系更符合故障識別的一般規(guī)律。

附圖說明

圖1為一種紅外熱圖像偽彩色處理方法流程示意圖；

圖2為離散化后的三維顏色矩陣示意圖；

圖3為離散化之后的顏色空間說明示意圖；

圖4為等距離散化hsi顏色空間的示意圖；

圖5為一種紅外熱圖像偽彩色處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例詳述本申請，但本申請并不局限于這些實施例。

參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種紅外熱圖像偽彩色處理方法，該方法包括：

101、離散化顏色空間，形成三維顏色數(shù)據(jù)矩陣；

本發(fā)明實施例中，顏色空間可以是hsi(hue，saturation，intensity)、cmy(cyan，magenta，yellow)或hsv(hue，saturation，value)等。

本發(fā)明實施例中以hsi顏色空間為例進行說明，離散化顏色空間，具體為：

等距離散化hsi顏色空間。

等距離散化是指將一個連續(xù)型變量的取值范圍均勻地劃成，即連續(xù)變量色調(diào)h，亮度i和飽和度s的離散間距δh，δi和δs是恒定的，等距離散化后得到的顏色值在顏色空間中的分布均勻平滑，從而顏色從冷色調(diào)到暖色調(diào)的變化顯得比較自然，適合人眼觀察。假設(shè)h、i和s被均勻劃分為α、m和n份。圖2為離散化后的三維顏色矩陣示意圖；圖3為離散化之后的顏色空間說明示意圖，如圖2和圖3所示，其中δh的個數(shù)則為α，δs的個數(shù)為n，δi的個數(shù)為m。于是，色調(diào)h中每一個離散值所對應(yīng)的飽和度s和亮度i的離散結(jié)果，可表達為一個大小為m×n的矩陣，將h的離散結(jié)果從小到大排列后，形成α×m×n的三維顏色數(shù)據(jù)矩陣。

進一步地，如圖4所示，等距離散化hsi顏色空間，具體為：

以色調(diào)h中的冷色調(diào)，如藍色為起點，每間隔δh提取一個色調(diào)值；將離散的色調(diào)值h從小到大排列；

以圓心到圓周的徑向為離散取值方向開始，每間隔δs提取一個飽和度值，直到取到圓周處；

以每間隔δi提取一個亮度值i，得到離散的亮度值i。

通過上述等距離散化之后，即可形成三維顏色數(shù)據(jù)矩陣，其中，色調(diào)h是其中一維，當指定一個色調(diào)h值時，就可對應(yīng)到由飽和度s和亮度i組成的一個二維矩陣。

圖4為離散化之后的顏色說明示意圖，圖4中，虛線1和虛線2分別代表飽和度相同但亮度不同的色彩值；同一圓平面上的虛線1和虛線2分別代表亮度相同但飽和度不同的色彩值。

102、根據(jù)上述三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算相鄰顏色色差，得到不少于256個顏色數(shù)據(jù)；

顏色色差又稱為顏色相似性度量，是指通過兩個顏色間的歐式距離表達人眼視覺感知的顏色差別。

本發(fā)明實施例中，根據(jù)上述三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算相鄰顏色色差，具體為：

利用色差公式根據(jù)三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算相鄰顏色色差；

色差公式為；

其中，為相鄰顏色色差，kl、kc和kh分別表示標準色在亮度、飽和度和色調(diào)上的色度參數(shù)，δl^*、δcab^*和分別是顏色值與標準色在亮度、飽和度和色調(diào)上的相對值，sl、sc和sh分別是kl、kc和kh上的權(quán)重系數(shù)，在實際應(yīng)用中，kl、kc和kh一般取1。

103、根據(jù)計算出的相鄰顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列，然后建立有序排列的溫度數(shù)據(jù)與有序排列的顏色數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系，實現(xiàn)紅外熱圖像的偽彩色處理。

實際應(yīng)用中，由于計算出的顏色色差相差太近，導(dǎo)致人眼不易區(qū)分，因此可以設(shè)定色差閾值，色差閾值也可稱為恰可覺察差，當兩個顏色數(shù)據(jù)之間的差別大于預(yù)設(shè)的色差閾值時，視為不同種顏色，否則，視為同一種顏色。

因此，根據(jù)計算出的相鄰顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列，具體為：

根據(jù)預(yù)設(shè)色差閾值和計算出的相鄰顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列。

現(xiàn)有技術(shù)中局限于256種顏色數(shù)據(jù)，本發(fā)明實施例中可得到不少于256個顏色數(shù)據(jù)，但在實際應(yīng)用中，設(shè)定色差閾值后，顏色數(shù)據(jù)個數(shù)的上限即為256*256*256/色差閾值個。

進一步地，建立有序排列的溫度數(shù)據(jù)與有序排列的顏色數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系，具體為：

將由冷色調(diào)至暖色調(diào)排列的顏色數(shù)據(jù)與紅外熱圖像中由低向高排列的溫度數(shù)據(jù)均勻映射。

本發(fā)明實施例通過離散化顏色空間，形成三維顏色數(shù)據(jù)矩陣，根據(jù)形成的三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算顏色色差，得到不少于256個顏色數(shù)據(jù)，根據(jù)計算出的顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列，然后建立有序排列的溫度數(shù)據(jù)與有序排列的顏色數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系，實現(xiàn)紅外熱圖像的偽彩色處理，大大提高了紅外熱圖像的溫度表示的能力，使得工程人員通過觀察溫度高低差別，快速、準確地判斷設(shè)備內(nèi)部潛在的問題,及時地采取措施，降低設(shè)備發(fā)生故障而導(dǎo)致的危害和損失；進一步地，對顏色空間進行等距離散化，使得顏色值在顏色空間中的分布均勻平滑，從而顏色從冷色調(diào)到暖色調(diào)的變化顯得自然；進一步地，將由冷色調(diào)至暖色調(diào)排列的顏色數(shù)據(jù)與紅外熱圖像中由低向高排列的溫度數(shù)據(jù)均勻映射，使得顏色數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)的映射關(guān)系更符合故障識別的一般規(guī)律。

參見圖5，本發(fā)明實施例提供了一種紅外熱圖像偽彩色處理裝置，該裝置包括：離散模塊501、計算模塊502、排列模塊503和映射模塊504；

離散模塊501，用于離散化顏色空間，形成三維顏色數(shù)據(jù)矩陣；

具體地，離散模塊501用于等距離散化hsi顏色空間。

進一步地，離散模塊501包括：第一離散單元，第二離散單元和第三離散單元；

第一離散單元，用于以冷色調(diào)為起點，每間隔δh提取一個色調(diào)值，并將色調(diào)h的離散結(jié)果從小到大排列；

第二離散單元，用于以圓心到圓周的徑向為離散取值方向開始，每間隔δs提取一個飽和度值，直到取到圓周處；

第三離散單元，用于每間隔δi提取一個亮度值。

計算模塊502，用于根據(jù)離散模塊501得到的三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算相鄰顏色色差，得到不少于256個顏色數(shù)據(jù)；

具體地，計算模塊502用于利用色差公式根據(jù)三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算相鄰顏色色差；

色差公式為；

其中，為相鄰顏色色差，kl、kc和kh分別表示標準色在亮度、飽和度和色調(diào)上的色度參數(shù)，δl^*、δcab^*和分別取決于顏色值與標準色在亮度、飽和度和色調(diào)上的相對值，sl、sc和sh分別是kl、kc和kh上的權(quán)重系數(shù)，在實際應(yīng)用中，kl、kc和kh一般取1。

排列模塊503，用于根據(jù)計算模塊502計算出的相鄰顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列；

具體地，排列模塊503根據(jù)預(yù)設(shè)色差閾值和計算出的相鄰顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列。

映射模塊504，用于根據(jù)將排列模塊503得到的有序排列的顏色數(shù)據(jù)與有序排列的溫度數(shù)據(jù)進行映射，實現(xiàn)紅外熱圖像的偽彩色處理。

具體地，映射模塊504將由冷色調(diào)至暖色調(diào)排列的顏色數(shù)據(jù)與紅外熱圖像中由低向高排列的溫度數(shù)據(jù)均勻映射。

本發(fā)明實施例通過離散化顏色空間，形成三維顏色數(shù)據(jù)矩陣，根據(jù)形成的三維顏色數(shù)據(jù)矩陣計算顏色色差，得到不少于256個顏色數(shù)據(jù)，根據(jù)計算出的顏色色差將每種顏色數(shù)據(jù)有序排列，然后建立有序排列的溫度數(shù)據(jù)與有序排列的顏色數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系，實現(xiàn)紅外熱圖像的偽彩色處理，大大提高了紅外熱圖像的溫度表示的能力，使得工程人員通過觀察溫度高低差別，快速、準確地判斷設(shè)備內(nèi)部潛在的問題,及時地采取措施，降低設(shè)備發(fā)生故障而導(dǎo)致的危害和損失；進一步地，對顏色空間進行等距離散化，使得顏色值在顏色空間中的分布均勻平滑，從而顏色從冷色調(diào)到暖色調(diào)的變化顯得自然；進一步地，將由冷色調(diào)至暖色調(diào)排列的顏色數(shù)據(jù)與紅外熱圖像中由低向高排列的溫度數(shù)據(jù)均勻映射，使得顏色數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)的映射關(guān)系更符合故障識別的一般規(guī)律。以上所述，僅是本申請的幾個實施例，并非對本申請做任何形式的限制，雖然本申請以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限制本申請，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本申請技術(shù)方案的范圍內(nèi)，利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許的變動或修飾均等同于等效實施案例，均屬于技術(shù)方案范圍內(nèi)。