[发明专利]一种基于多维补偿的红外人体测温方法

说明书

本发明公开了一种基于多维补偿的红外人体测温方法，包括以下步骤：通过红外热成像设备获取视场范围内的红外图像；同时通过摄像机获取视场范围内的可见光图像；识别视场范围内红外图像和可见光图像中的人脸区域；通过映射关系，将视场范围内红外图像的人脸区域映射到可见光图像的人脸区域上，得到视场范围内各人脸的第一温度分布数据；通过多维补偿算法对所述第一温度分布数据进行补偿，得到第二温度分布数据；分别选取各人脸的第二温度分布数据中温度最高的几个数据，作为各人脸对应人体的体温值。本发明通过多维补偿算法对温度数据进行补偿，减小了距离、目标尺寸、辐射率、环境温度等参数对测温结果的影响，极大地提高了人脸测温的精度。

技术领域

本发明属于红外测温技术领域，具体是一种基于多维补偿的红外人体测温方法。

背景技术

受疫情影响，越来越多的公共场合进出都需要做体温筛查。无论是机场、高铁、地铁还是小区、写字楼，体温检测设备的需求量都在快速上涨。非接触式体温筛查更多使用红外测温技术，一切温度高于绝对零度的物体都在不停的向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其波长的分布与物体表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，能准确测定它的表面温度。通过接收红外能量来测定温度的器件主要是红外传感器。红外传感器依据测温点的多少，大致可以分为单点测温和多点测温两类。单点测温是传感器只有一个温度值输出，这种传感器多数应用在额温枪等类型的设备上。一般有效测温距离短，只有10cm-20cm，同时只能测量一个人的温度。多点测温的传感器的靶面是一个矩阵，可以理解成由多个单点传感器拼接而成。单点测温典型应用就是额温枪。但是额温枪测温距离近，测温时人需要停留等待，测温速度慢，而且每个额温枪都需要人来操作，对于类似机场出入口等人流量大的地方使用起来就非常不方便。

现有的多点测温方法一般是通过双目测温系统识别人脸的温度数据，选取人脸温度最高的数据作为人的体温数据；这种测温方法测温范围大，待测人员无需停留等待，在测温区域内可进行多人并发测温，筛查效率高；但现有的人脸测温方法还存在误差较大的问题，该误差除了设备本身的误差外，主要由以下几个因素产生：

(1)辐射率，辐射率是物体相对黑体辐射能力的大小的物理量，它除了与物体的材料形状，表面粗糙度有关，还与测量的方向有关。若物体表面光洁，其方向性更为敏感。如果需要同时对多个人在行进中并发测量温度，人脸的角度在行进过程中会实时变化，对测温结果产生很大的影响。

(2)距离系数，距离系数(K＝D/S)是红外热成像设备与目标的距离与目标尺寸(面积)的比值，该系数对红外测温精确度有很大影响。待测温目标在行进过程中，距离会实时变化，从而对测温结果产生影响；

(3)目标尺寸，被测目标与红外热成像设备的视场决定了仪器测量的精度。使用红外测温时，一般只能测定被测目标表面的平均温度。当被测目标小于测试视场时，背景辐射能量就会进入红外热成像设备，从而干扰测温读数造成误差。读数显示被测物体和背景温度的加权平均值。多人并发测温，每个人的大小都只占测温区的一部分，背景一定会干扰到测温结果；

(4)环境温度，被测温目标所处的环境对测量结果有很大的影响，主要表现在环境的温度和清晰度。人体会辐射能量，同时也会反射能量。环境的辐射会通过人脸的反射叠加到测量结果中，从而影响测试数据。红外线在辐射传输过程中，由于大气的吸收作用，能量会有衰减，同时天气的变化，比如晴天和雨天，大气湿度不同，辐射衰减率也都不相同。