[发明专利]基于视觉对比度分辨率的胶囊式地暖红外图像增强方法

权利要求书

1.一种基于视觉对比度分辨率的胶囊式地暖红外图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：通过摄像头获取胶囊式地暖系统的红外图像，将胶囊式地暖红外图像灰度值划分为三个阶段，对应人眼暗视觉、中间视觉、明视觉，进而建立相对应的人眼视觉对比度分辨率模型；通过红外图像目标和背景的分割阈值i获取红外图像自适应非线性变换函数系数k1、k2，结合CR(g)把红外图像灰度差增大至模型得到的人眼视觉对比度分辨率阈值以上，把图像目标映射到人眼敏感区域，背景映射到人眼敏感度较低区域；所述胶囊式地暖系统包括若干个胶囊加热单元和至少一个不加热胶囊单元，所述胶囊加热单元包括壳体(14)，所述壳体(14)外设置有第一消声机构，所述壳体(14)内设置有用于加热的发热油(15)，所述壳体(14)内还设置有第一磁性装置(14)和第二磁性装置(16)，当若干个胶囊加热单元行进于地暖轨道内时，通过对胶囊加热单元采用极性排斥排列，即第一胶囊加热单元的尾部和第二胶囊加热单元的头部相邻排列时，第一胶囊加热单元的尾部磁极和第二胶囊加热单元的头部磁极相反，通过传动装置对第一个胶囊加热单元进行推动，第一个胶囊加热单元向前移动，然后依次推动其余胶囊加热单元在轨道内移动；所述不加热胶囊单元包括中空壳体、第二消声机构、摄像头及控制芯片，所述第二消声机构、摄像头设置在中空壳体外，所述第二消声机构为可旋转打开结构，所述控制芯片设置于中空壳体内，所述控制芯片通过将摄像头拍摄的地暖轨道内的视频进行处理和分析，存储并通过无线传输给外部的显示装置进行实时显示。

2.根据权利要求1所述的基于视觉对比度分辨率的胶囊式地暖红外图像增强方法，其特征在于，所述控制芯片包括视频处理单元(24)、报警单元(25)、无线通信模块(26)、处理器(23)及存储单元(27)，所述视频处理单元(24)用于对摄像头拍摄的地暖轨道内的视频进行包括去噪、灰度化处理在内的预处理，并传输给处理器(23)进行处理分析，得到胶囊单元在地暖轨道内的运动图像，所述报警单元(25)用于检测胶囊加热单元的加热工作状态，当检测到胶囊加热单元低于设定的效率值时则通过报警单元(25)报警给处理器(23)进行处理，所述处理器(23)对报警单元(25)发送的报警信号进行分析处理，并控制不加热胶囊单元的执行机构筛选标记出该待检测胶囊加热单元，取出该待检测胶囊加热单元，所述存储单元用于存储处理器处理后的视频数据。

3.根据权利要求1所述的基于视觉对比度分辨率的胶囊式地暖红外图像增强方法，其特征在于，所述人眼视觉对比度分辨率模型中用人眼视觉对比度分辨阈值来表示人眼视觉对比度分辨率，人眼视觉对比度分辨率随着灰度值变化呈非线性变化，在暗视觉(灰度值为0到30)环境下为负指数函数，在中间视觉环境(灰度值为31到63)下为幂函数，在明视觉环境(灰度值为64到255)下为抛物线函数；

式中，CR(g)表示人眼的灰度分辨阈值，g表示灰度值，f(x,y)为一幅红外图像，x、y表示图像中像素点的坐标值，图像的灰度范围为[f(x,y)_min,f(x,y)_max]，其灰度变换函数为：

式中g为红外图像灰度值，CR(g)是人眼灰度分辨率阈值，K(g)表示变换后的灰度值，k为自适应变换系数，通过红外图像目标和背景的灰度差异自适应获取自适应变换系数。

4.根据权利要求1所述的基于视觉对比度分辨率的胶囊式地暖红外图像增强方法，其特征在于，采用最大类间方差法对红外图像进行图像分割得到分割阈值i，小于i的灰度大多为背景范围灰度，大于i的灰度大多为目标范围灰度，用下列公式获取自适应变换系数：

式中，g为红外图像灰度值，CR(g)是人眼灰度分辨率阈值，i为图像目标和背景分割阈值，a为调节因子，控制变换系数的大小，范围为[0.5，1]，根据的大小取值，值越大，a值越小，k1是背景灰度值的灰度变换系数，k2是目标灰度值的灰度变换系数；由公式可以得出，自适应变换系数k1小于k2，由于红外图像灰度集中，通常小于255，即k1、k2大于1，表示背景范围灰度和目标范围灰度都有一定程度的拉伸。