發(fā)布時(shí)間：2020-07-26 15:46

【摘要】：高于絕對(duì)零度的物體都輻射紅外線,紅外熱像儀是一種對(duì)物體紅外輻射進(jìn)行探測(cè),并轉(zhuǎn)化為圖像進(jìn)行分析顯示的儀器。通過(guò)對(duì)目標(biāo)物的成像進(jìn)行分析可得出其外表溫度場(chǎng)。本文開(kāi)發(fā)了一套用于紅外視頻顯示、人體體溫測(cè)量、睡眠監(jiān)測(cè)的安卓軟件。安卓軟件采用android studio作為開(kāi)發(fā)工具。作為客戶端,軟件通過(guò)WIFI模塊與服務(wù)端間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接與通訊。應(yīng)用上,軟件實(shí)現(xiàn)了圖像的實(shí)時(shí)顯示、場(chǎng)景溫度實(shí)時(shí)分析、睡眠踢被子檢測(cè)與報(bào)警、人體溫度監(jiān)測(cè)、人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)等功能。本文總結(jié)了熱像儀測(cè)溫原理,在體溫范圍內(nèi)對(duì)組件進(jìn)行定標(biāo),得出線性測(cè)溫公式。對(duì)于測(cè)溫距離和熱像儀內(nèi)部溫度的影響,文中采用線性函數(shù)來(lái)近似,從而得出修正后的線性測(cè)溫模型。軟件基于TCP Socket實(shí)時(shí)接收嵌入式服務(wù)端傳輸?shù)募t外圖像。通過(guò)SOAP協(xié)議,軟件可調(diào)用相應(yīng)的web服務(wù)來(lái)改變服務(wù)端的狀態(tài)。我們采用具有上下限的平臺(tái)直方圖均衡算法來(lái)實(shí)現(xiàn)14位圖像至8位灰度圖像的AGC變換。采用偽彩色編碼,將8位圖像轉(zhuǎn)變?yōu)?4位彩色圖像,提高了紅外圖像的顯示效果。我們?cè)谲浖袑?shí)現(xiàn)了OTSU、最大熵分割等分割算法。基于閾值分割算法,我們得出人體高溫區(qū)域,實(shí)現(xiàn)了睡眠踢被子檢測(cè)算法、平均體溫監(jiān)測(cè)。踢被子檢測(cè)算法采用人體區(qū)域占比和前景平均灰度兩種測(cè)度。體溫監(jiān)測(cè)則是在人體區(qū)域中取前20%的點(diǎn)作為皮膚區(qū)域。此外,我們利用幀差法來(lái)計(jì)算人體的運(yùn)動(dòng)幅度。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41;TN215
【圖文】：

在實(shí)際測(cè)溫時(shí)，熱像儀獲取的除了被測(cè)物的輻射，還包括其反射的環(huán)境輻射、大氣輻射，此外其內(nèi)部器件輻射也影響最終輸出。圖2-1展示了熱像儀測(cè)溫時(shí)所接受的輻射情況，可見(jiàn)到達(dá)熱像儀的外部輻射由測(cè)溫物體發(fā)出的輻射、其反射的環(huán)境輻射、大氣輻射等組成。因而，到達(dá)熱像儀的單波長(zhǎng)輻射亮度總和可表示為： = ( ) ( ) ( ) ( ) (2.7) 為物體發(fā)射率， 為物體表面溫度， 為物體的吸收率， 為環(huán)境溫度， 大氣溫度， 為大氣透過(guò)率

90]作為定標(biāo)點(diǎn)。根據(jù)觀察，同一黑體溫度下，中心點(diǎn)處灰度值較高，這可能是由于黑體不均勻。以這些定標(biāo)點(diǎn)的平均值來(lái)近似陣列中所有點(diǎn)，具體點(diǎn)的選取見(jiàn)圖2-2。(4) 黑體從26℃到39℃變化，每次增加1℃，記錄4次取平均值。圖 2-2 定標(biāo)黑體與定標(biāo)點(diǎn)定標(biāo)詳細(xì)數(shù)據(jù)如表2-1所示，在環(huán)境溫度22℃下，我們記錄了圖像平均灰度值(高于9340)、中心點(diǎn)灰度值、其他四點(diǎn)灰度值、以及5個(gè)點(diǎn)的均值，內(nèi)部溫度則保持在25.7℃左右。由圖中數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，圖像平均灰度值相對(duì)具體的點(diǎn)灰度值過(guò)低，這可能是由于黑體邊緣溫度較低。中心點(diǎn)灰度值相對(duì)較高，但差距不大，因此采用5個(gè)點(diǎn)的均值。表 2-1 定標(biāo)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)黑體溫度(℃)平均灰度值中心點(diǎn) 點(diǎn)[30

38.8 9435 9462 9457 9455 9457 9458 9458 25.939.8 9441.5 9470 9466 9465 9465 9466 9466對(duì)定標(biāo)所得的溫度-灰度表采用線性函數(shù)擬合，見(jiàn)圖2-3。在近距離、內(nèi)部溫度保持在25.7℃左右，環(huán)境溫度為22℃時(shí)，熱像儀的輸出灰度與黑體溫度成線性關(guān)系，采用線性函數(shù)擬合，可得到定標(biāo)曲線： = Ё (2.29)圖 2-3 定標(biāo)擬合曲線，圖中實(shí)心點(diǎn)為定標(biāo)點(diǎn)平均值固定黑體溫度為34.5℃，改變測(cè)溫距離，可得到距離-灰度關(guān)系。如圖2-4所示，橫坐標(biāo)為熱像儀到黑體的距離(m)，縱坐標(biāo)為輸出的14位灰度。圖中實(shí)心點(diǎn)為某距離下的灰度

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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本文編號(hào)：2770961