[发明专利]光学气体成像系统和方法

说明书

用于使用热成像执行光学气体成像的系统、相机和软件。以用于检测气体的方法的指令对处理器进行编程，所述方法包含产生经滤波背景图像、经滤波前景图像和光学气体图像数据，以及产生显示图像。可以通过使用滤波过程组合来自由红外相机模块捕获的多个图像的红外图像数据而产生所述经滤波背景图像和经滤波前景图像。可以通过比较所述经滤波背景图像和所述经滤波前景图像而产生所述光学气体图像数据。可以产生包含所述光学气体图像数据的图像以用于在显示器上呈现。

交叉引用

本申请要求2017年5月16日申请的第62/507,203号美国临时申请案的优先权，所述美国临时申请案的内容以全文引用的方式并入本文。

背景技术

在多种情形中使用红外成像相机。举例来说，常常在维护检查期间使用红外成像相机以用热学方式检查设备。实例性设备可以包含旋转机器、电气面板或者多行断路器，以及其它类型的设备。红外检查可检测设备热点，例如过热机器或电组件，从而帮助确保在较严重的问题形成之前及时修复或替换过热设备。

取决于相机的配置，红外成像相机还可以产生同一对象的可见光图像。相机可以协调方式显示红外图像和可见光图像，例如帮助操作者解译由热成像相机产生的热图像。

可见光和/或红外成像已应用于气体成像的领域，其中用户将检查目标场景是否有目标气体的存在。在典型程序中，用户将以由目标气体吸收的波长的光照射目标场景。理论上，入射于目标场景上的光将遇到目标气体且至少部分地被吸收，或者将从目标场景的各种部分以大体上满强度散射回到相机。因此，如果相机检测到来自目标场景的一部分的照射波长的光的大体上满强度，那么将假设场景的此部分不包括目标气体，因为光未被显著吸收。相反，相机从中未检测到或检测到照射波长的衰减量的光的目标场景的被照射部分假设为包括目标气体，因为不存在反向散射光指示气体的吸收性质。

这些系统可能由于气体云对总体红外图像可以具有的常常小的改变而难以在领域中有效地使用，且可能低于热传感相机的噪声阈值。在热传感相机中无充分高信噪比的情况下，噪声(例如，由于传感器/电子器件漂移、热波动、组件自热或其它因素)可能由于气体而使图像中的细微改变模糊，从而使得气体辨识极为困难。另外，气体云对红外图像的影响可以取决于气体云的大小(例如，路径厚度)和密度，这两者在整个气体云中都不一定是恒定的。因此，从气体云的衰减或增强的程度和形状会在场景内变化，因为气体云随时间改变形状。这些系统可能由于热传感相机的运动或在相机场景内的热改变而在领域中难以有效地使用。这些困难会成问题，因为其中的任一个都可能造成相机错误地检测或错误地不检测气体的存在。

发明内容

本发明的各方面是针对用于执行气体检测程序的系统、相机和软件。方面可以包含以用于检测气体的方法的指令编程的一个或多个处理器，所述方法包含产生经滤波背景图像、经滤波前景图像和光学气体图像数据，以及产生显示图像。可以通过使用第一滤波过程组合来自由红外相机模块捕获的第一多个图像的红外图像数据而产生经滤波背景图像，其中所述第一滤波过程包含第一滤波参数。可以通过使用第二滤波过程组合来自由红外相机模块捕获的第二多个图像的红外图像数据而产生经滤波前景图像，其中所述第二滤波过程包含第二滤波参数。可以通过比较所述经滤波背景图像和所述经滤波前景图像而产生所述光学气体图像数据。所产生的图像可以包含光学气体图像数据以用于在显示器上呈现。

在本发明的一些方面中，所述方法在可以包含红外相机模块、存储器、显示器和处理器的系统中运行。所述红外相机模块可捕获红外辐射且产生目标场景的红外图像。所产生的图像可以在显示器上显示。

在本发明的一些方面中，所述方法与热成像相机结合而运行。热成像相机可以包含红外相机模块、存储器和显示器。红外相机模块可捕获红外辐射且产生目标场景的红外图像。所产生图像可以在显示器上显示。

附图说明

图1是实例热成像相机的透视正视图。