[发明专利]脉冲涡流红外热图像的特征提取方法

摘要

本发明公开了一种脉冲涡流红外热图像的特征提取方法，采集待测件的红外热图像序列，将每个像素点在所有帧红外热图像中的每个热响应值组成热响应数据；设置列搜索步长，然后设置K个时间阈值将红外热图像序列的时长划分为K+1个时间段，对热响应数据进行数据块划分，对每个数据块的搜索列设置行搜索步长，然后对于每个数据块的所有热响应数据，根据设置的列搜索步长和行搜索步长搜索代表热响应数据，将搜索得到的代表热响应数据聚类，筛选类间距离和最大的热响应数据构建二维矩阵Y，将二维矩阵Y的伪逆矩阵与所有红外热图像的二维矩阵O相乘得到特征图像。本发明利用热响应数据对红外热图像序列进行线性变换，更加准确高效地从热图像中提取得到待测件的特征。

主权项

一种脉冲涡流红外热图像的特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采用脉冲涡流对待测件加热，红外热像仪采集时长为A的待测件红外热图像序列，记每帧红外热图像大小为M×N，红外热图像序列中图像数量记为T，以S(m,n,p)表示第p帧红外热图像中坐标为(m,n)的像素点对应的热响应值，其中m的取值范围为m＝1,2,…,M，n的取值范围为m＝1,2,…,N，p的取值范围为m＝1,2,…,P，以S(m,n,:)表示坐标为(m,n)的像素点在T帧红外热图像序列的每个热响应值组成的热响应数据；S2：设置列搜索步长CL；S3：在(0,A)范围内设置K个时间阈值，将红外热图像序列的时长划分为K+1个时间段；对于每个热响应数据S(m,n,:)，搜索其所有热响应值S(m,n,p)中最大热响应值对应的时刻，如果该时刻属于第k个时间段，则将该热响应数据S(m,n,:)划入第k个数据块，以S^k(m,n,:)表示第k个数据块里坐标为(m,n)的像素点的热响应数据；然后对每个数据块中第n′列的热响应数据设置行搜索步长n′＝1+λ×CL＜N，λ＝0,1,2…；S4：对于每个数据块的所有热响应数据，根据设置的列搜索步长和行搜索步长搜索具有区域代表性的热响应数据，具体步骤包括：S4.1：初始化数据，即令m＝1，n′＝1，q＝1，k＝1，首个代表热响应数据X(1)＝S(I_PEAK,J_PEAK,:)；S4.2：计算S^k(m,n,:)与X(q)的相关度如果大于预设阈值C，令否则令q＝q+1，X(q)＝S^k(m,n,:)，S4.3：如果m＞M，令m＝m‑M，n′＝n′+CL，否则返回步骤S4.2；S4.4：如果n′＞N，令k＝k+1，进入步骤S4.5，否则返回步骤S4.2；S4.5：如果k＞K+1，搜索结束，保存搜索得到的代表热响应数据X(q)，记其数量为G，否则返回步骤S4.2；S5：对步骤S4搜索得到的G个代表热响应数据进行聚类，将聚类得到的类别数量记为L；S6：记第类中的第v个热响应数据为其中表示第类中的热响应数据数量，记第类的聚类中心为对于每个热响应数据计算其与其他类的聚类中心的距离之和在每一类代表热响应数据中，筛选出最大的热响应数据，然后将筛选出的L个热响应数据构建得到二维矩阵Y，二维矩阵Y中的每一列表示一个热响应数据；S7：计算得到红外热图像序列的L个特征图像：其中，是矩阵Y的伪逆矩阵，矩阵O中每一行表示一幅红外热图像，矩阵R中每一行代表一幅特征图像。