[发明专利]用于消除热目标热图像的重影效应的热感相机和方法

说明书

背景技术

热成像相机被用于各种场合下。例如，在对热检查设备进行维修检查期间经常会使用热成像相机。示例性设备可以包括旋转机械、配电盘、或成排的断路器以及其它类型的设备。热检查可以检测诸如过热的机械或电气部件的设备热点，从而有助于确保在产生更严重的问题之前及时维修或更换过热设备。

根据相机的配置，热成像相机也可对同一物体产生可见光图像。相机可以以协同的方式显示红外图像或可见光图像，以例如帮助操作者解译由热成像相机产生的热图像。不同于可见光图像通常提供不同物体之间的良好对比，与真实世界的场景比较，在热图像中经常难以识别和区分不同特征。

对足够热的目标的热成像可以在测量信号中导致有时候称为“重影”的错误的发生。该重影可能会在测量期间导致不被使用者所接受的图像伪影和误差。

发明内容

总体上，本公开内容涉及用于预测和补偿该时变的重影效应，消除由此产生的误差的热成像相机和方法。

各种方法和装置都落在本发明的范围内。本发明的特定实施例包括热成像相机，其包括至少一个红外传感器元件和处理器。该至少一个红外传感器元件被配置为响应于接收到的与热场景的热图案相对应的红外能量而提供电信号。该处理器接收这些电信号以根据这些信号产生热图像数据。另外，在将相机暴露于热场景的时间之后，所述处理器可预测将被并入到热图像数据中的偏移量。在预测该偏移量之后，处理器可随后从数据中去除该偏移。

本发明的特定实施例的另一方面提供了消除热成像设备中的重影效应的方法。该方法包括将热成像设备暴露于热场景并测量在场景上的热图案。该方法还包括产生与所测量的热图案相对应的热图像数据并预测在该设备暴露于所述场景一段时间之后将被并入到热图像数据中的偏移量的步骤。在本发明的特定实施例中，该方法还包括从热图像数据中去除偏移。

在特定实施例中，该方法包括将热成像设备暴露于热场景并使用多个红外传感器测量在场景上的热图案。类似于之前描述的实施例，该方法还包括产生对应于热图案的热图像数据，并预测在该设备暴露于所述场景一段时间之后将被并入到热图像数据中的偏移量。在该实施例中，该方法还包括以有效地从所产生的热图像数据中去除所预测的偏移的方式对红外感测元件进行偏置。

本发明实施例可以包括预测偏移行为的依赖于时间的模型。该模型包括查找表、公式、或其它本领域已知的手段。在特定实施例中偏移数据可被追踪并存储用于将来使用。

在下面的附图和描述中阐述了本发明的一个或多个示例的细节。其它特征、目标和优点将从说明书和附图以及权利要求中明显看出。

附图说明

图1是根据一些实施例的热成像相机的透视前视图。

图2是图1所示的热成像相机的透视后视图。

图3是示出根据一些实施例的热成像相机的组件的功能方框图。

图4是示出重影偏移随时间发展和衰减的步骤的处理流程图。

图5是当补偿温度没有考虑变化的偏移值时，真实的目标温度、测量温度以及补偿温度相对时间的示例性曲线图。

图6是用于补偿变化的温度偏移所采取的概要步骤的处理流程图。

图7示出了目标温度相对时间的示例性曲线图，以及对应的偏移饱和和真实偏移温度相对时间的示例性曲线图，两个曲线图使用相同的时间轴，并且其中目标温度保持稳定足够长以使偏移值接近饱和值。

图8示出了目标温度相对时间的示例性曲线图，以及对应的偏移饱和和真实偏移温度相对时间的示例性曲线图，两个曲线图使用相同的时间轴，并且其中目标温度没有保持稳定足够长以使偏移值接近饱和值。

具体实施方式

以下详细描述在本质上是示例性的，而并非旨在以任何方式限制本发明的范围、应用或配置。相反，以下描述为实现本发明的示例提供一些实践上的说明。对所选元件提供构造，材料，尺寸和制造工艺的示例，并且所有其它元件采用对于本发明领域技术人员而言已知的构造，材料，尺寸和制造工艺。本领域技术人员将认识到许多特定示例具有各种合适的替代方案。

热成像相机可用于检测受观察的包括一个或多个物体的场景上的热图案。热成像相机可检测由场景发出的红外辐射且将红外辐射转换成表示热图案的红外图像。在一些实施例中，热成像相机还可从场景捕获可见光以及将可见光转换成可见光图像。根据热成像相机的配置，相机可包括用于将红外辐射聚焦在红外传感器上的红外光学系统和用于将可见光聚焦在可见光传感器上的可见光光学系统。