[发明专利]基于热对比度增强时间插值的高帧率热成像检测方法

权利要求书

1.一种基于热对比度增强时间插值的高帧率热成像检测方法，其特征在于，包括：

步骤1，通过红外热像仪在低帧率下采集含待测样品表面温度信息的热图像序列，并形成三阶热张量其中，表示实数集；N_x表示热图像横向分辨率；N_y表示热图像纵向分辨率；N_t表示所采集到的热图像序列的总帧数；亦即：(N_x，N_y)和N_t分别表示三阶热张量Z的空间模式和时间模式；

基于所述三阶热张量Z的低秩与时-空域平滑特性，构建基于时-空域平滑特性的低秩张量填充模型，所述低秩张量填充模型表示为：

其中，λ₁和λ₂表示正则化参数；α_n表示非负权重系数，α_n≥0，且L_(n)表示三阶热张量Z的第n维展开；和||·||_1，1分别表示任意矩阵的平方Frobenius范数和任意矩阵所有元素绝对值之和；X与Y都表示矩阵因子，且可沿三阶热张量Z的空间模式(N_x，N_y)与时间模式N_t展开，则Y_n＝(Y₁，Y₂，Y₃)，X_n＝(X₁，X₂，X₃)；W表示满足W^TW＝I条件的小波紧框架变换矩阵，I表示单位矩阵；表示垂直导数算子；

表示指示函数，表示为：

其中，Ω表示可用元素集合，Ψ_Ω(·)表示投影算子，Γ表示不完备的观测热张量；

步骤2，根据BSUBM算法对步骤1的所述低秩张量填充模型进行求解，补全在低帧率下无法采集到的热图像序列，即第一热图像序列；

步骤3，对在低帧率下采集的所述热图像序列的所有像素依次进行多项式时间插值算法，得到大于最大低帧率的采样时刻的第二热图像序列；

步骤4，对所述第一热图像序列和所述第二热图像序列分别进行二值化分割处理，得到第三热图像序列和第四热图像序列；

步骤5，将所述第三热图像序列和所述第四热图像序列进行图像融合，得到高帧率热图像序列；

其中，所述步骤2中，根据BSUBM算法对步骤1的所述低秩张量填充模型进行求解，则有式(2)表示为：

其中，L即L_(n)；k表示迭代数；f(.)表示目标函数；ρ＞0表示近端参数；

将式(2)分解为三个子问题，包括X子问题、Y子问题和L子问题：

X子问题即：

其中，I₁表示与Y₁同维度大小的单位矩阵；表示第k次迭代时所重建三阶热张量沿着第三维度时间模式N_t的展开；

Y子问题即：

其中，I₂表示与Y₂同维度大小的单位矩阵；D表示一阶差分矩阵；表示(·)的Moore-Penrose伪逆；

其中，作为unfold_n(·)的逆操作，将已在第n个维度展开的矩阵重新折叠排列形成的热张量记为fold_n(·)。