基于红外系统与图像处理浅静脉投影装置设计与实现∗

由于儿童血管细、新手护士技术不够熟练等原因,一些特殊人群和场所造成静脉注射成功率偏低.为了提 高静脉注射成功率,基于红外系统和图像处理技术,设计并制作了浅静脉投影装置.通过图像采集、图像处理和图像 投影后,该装置可以在手背等静脉注射位置准确显示血管位置和粗细.经过试验验证,所设计的静脉注射辅助装置能 够大幅度提高静脉注射一次性成功率,在医疗环境中具有很好的应用前景.     

基于人体多源感知的智能监控系统设计方法

提出了基于人体多源感知的智能监控系统设计方法。首先,采用32位ARM处理器搭建嵌入式智能监控平台。然后,提取图像HSV通道颜色、边缘及梯度方向直方图特征,构建多级特征金字塔,引入Adaboost分类器识别人体候选区域,融合人体红外检测的电压输出值,实现了人体目标检测。最后,开发了交互式的系统监控软件,完成了智能实时监控与报警信息发送。提出的人体多源感知方法在室内检测效果较好,误差率仅为1.48%,准确率为98.57%。通过实验得出,人体图像特征与红外检测结果具有良好的互补性,更适用于智能监控系统。     

基于树莓派的静脉注射辅助装置设计与实现∗

由于注射人员技艺不娴熟或是患者本身静脉不明显,有时会出现注射困难问题.设计的基于树莓派的静脉 注射辅助装置可以提高静脉注射成功率.静脉注射辅助装置由图像采集、图像处理、图像投影三个模块组成,结构简 单,功能易于实现和扩展.经过试验验证,该装置能够在静脉注射过程中突显血管位置,协助完成注射,提高注射成 功率,减少患者痛苦,在医疗行业中有很好的应用前景.     

基于红外图像识别技术的隧道防火预警巡检方法

为了提高隧道火灾预防能力，基于红外图像识别技术设计了一套隧道防火预警系统。硬件部分采用红外CCD摄像头、红外光源和红外滤波光片，实现了红外图像的采集。利用树莓派4代开发板，对采集到的红外图像进行实时处理与识别，利用报警控制主机，完成隧道的防火预警。软件部分使用Python编程语言和模块化的思想，采用迁移学习和基于区域的全卷积网络算法，实现了红外图像的识别。试验结果表明，红外图像识别准确率可高达96%,系统运行12 h时，消耗的功率为100 W,红外图像识别准确率高。所设计的系统为下一步技术研究奠定了基础。     

基于人像识别和感兴趣区域定位的 红外图像测温研究

非接触式温度测量是应对“新冠”、流感等传播性疫情进行大流量防疫筛查的有效手段,可以避免交叉感染的风险,能够实现公共场合的人体体温监测。本文基于YOLOv5和红外相机设计了人像识别及测温系统,使用红外图像进行人脸目标检测,提出了一套依靠人脸及遮挡物的额头区域辅助定位算法。针对人像以及有眼镜、口罩、帽子等遮挡情况构建了数据集,对红外图像的人像识别进行了训练和预测,实现了针对面部感兴趣区域(额头)的精准定位,并通过该定位实现人体测温,采用C#开发了软件界面,实现了对红外图像及其温度的可视化显示与管理。经过实验测试,基于YOLOv5的预测平均准确率为94%,额头区域的辅助定位精度达到97.3%,算法对红外测温效果的影响在±0.15℃以内。系统可长期运行,且对多应用场景具有较好的适用性。     

基于Kinect模拟和跟踪人体动作的机械手臂

基于Kinect体感传感器的人体机械臂控制系统,实现捕捉分析并在五指机械手和仿真机械臂上同步模拟出人体手指和手臂的动作,以及实现机械臂顶端位置对人体部位的实时跟随,跟随间距误差在10cm内,延时误差0.5s以内。首先通过Kinect捕捉人手臂和手部RGB图像和红外图像分析,在嵌入式系统上位机上利用模式识别和红外、RGB图像识别来捕捉人体手臂和手指的位置参数,进行分析计算出相应的关节角度,通过以太网协议发送至舵机控制器,舵机控制器根据数据发送相应的驱动电流控制各舵机做出角度调整。本系统为精确的基于图像和红外传感器的机械手臂和手指控制提供了一个可行以及新颖的解决方案。     

一种基于双波段红外视频火灾探测器的研制

针对传统火灾探测器存在准确率不高的状况,构建了一种基于双波段红外视频火灾探测器,设计特定红外光学结构,采用彩色视频图像与红外图像融合识别火焰,并计算获取火焰中心坐标位置,实现联动报警通信,从而达到及时定位火情。着重阐述了基于双波段红外视频火灾探测器原理组成和各个模块电路设计,以及基于嵌入式系统软件实现,并采用蜡烛火焰为实验对象,测试了火焰识别、中心坐标定位及联动报警。实验结果表明,该火灾探测器以25帧/s连续采样火焰图像,既可以获取火焰中心坐标位置,又可以联动报警;且在无火情状况下,可作为安防监控,满足实际工程多功能应用需求。     

嵌入式红外图像处理系统的设计

研究了一种基于FPGA和DSP的模块化嵌入式红外图像处理系统,详细分析了该系统中FPGA模块和DSP模块之间通信的工作原理和信号流程。通过在此系统上运行实时红外图像的目标检测与跟踪算法,实验表明：通过监视器观察目标跟踪效果明显。系统动态可重构、模块化、可扩展,并且实时性好、计算效率高、工作稳定可靠。     

基于USB2.0和光纤的变电站红外图像采集系统

针对变电站内电磁环境复杂、红外图像传输速度要求高的特殊情况,提出了一种基于USB2.0和光纤的红外图像采集系统的设计与实现过程。系统以FPGA作为核心处理器,控制光收发一体模块收发红外图像信息,并通过USB2.0接口传送至计算机进行处理,从而为实现变电站红外图像监控提供原始红外信息。该系统具有速度快、灵活、配置简便、不受电磁干扰影响等特点。     

基于ARM的新型凝胶成像系统

在科学技术迅速发展的今天,凝胶电泳作为非常重要的科研实验方法早已被广泛应用于蛋白和核酸的分离.而电泳图像的采集、保存和相关处理分析主要依靠凝胶成像系统.凝胶成像是对DNA/RNA/蛋白质等凝胶电泳进行不同的染色(如EB、考马氏亮蓝、银染、Sybr Green)或对微孔板、平皿等非化学发光成像进行检测分析.凝胶成像系统可以应用于密度扫描,密度定量,分子量计算,PCR定量等生物工程的常规研究.为了满足科研实验的需要,设计了一种新型的凝胶成像系统,该凝胶成像系统的核心处理器采用当前主流的嵌入式芯片S5PV210,操作系统则采用Linux系统.相比传统的凝胶成像系统,该系统具有体积小、重量轻的优点,并在充分发挥Linux强大网络功能特性的同时,实现了自动关机功能.描述了该设计的组成和系统所用摄像头的选型,并研究分析了曝光时间和电泳图像灰度的关系,以便得到更清晰的电泳图像.而后利用该系统采集实验用电泳图像,最后对该图像采用Frost滤波算法进行了斑点噪声的去除,并和标准电泳图像进行了分析比较.结果表明该系统采集的电泳图像清晰可辨,满足科研实验人员的要求.     

Linux下基于Qt和OpenCV的红外图像伪彩色处理研究

为了便于进行户外设备故障检测工作,构建了基于嵌入式操作系统的便携式红外图像处理装置。针对红外图像灰度分布不均衡且对比度低的特点,首先提出了一种红外图像的伪彩色编码方法;其次进行了Linux下基于Qt和OpenCV的伪彩色处理程序的设计;最后对处理后的实验结果进行了分析。实验结果表明:此方法处理后的伪彩色图像能够较好地反映了物体温度变化,便于后续正确判断是否存在故障及故障的位置,此外在Linux下进行设计满足了基于嵌入式操作系统的应用需求。     

高压电力设备红外图像的边缘检测

红外图像的边缘检测是红外图像目标识别以及进一步红外故障诊断的关键环节.文中讨论在高压电力设备故障红外诊断系统中对红外图像的预处理过程,并通过几种边缘检测算子对噪声的抑制效果和边缘定位精度的对比分析,选用效果最优的边缘检测算子来实现红外图像的边缘检测.通过实例,验证了图像预处理和边缘检测方法的有效性.     

特征一致红外弱小目标匹配与定位研究

应用基于双目立体视觉原理的自动目标定位系统,研究特征一致的红外弱小目标且目标数量不唯一的情况下的,目标匹配与定位。提出了基于时间序列分割-极线约束的匹配算法。时间序列分割,形成若干帧段,对每个帧段目标单独处理,缩小匹配范围。同个帧段内,利用极线约束条件,即从目标空间分布角度匹配。初步解决系统无法在毫秒量级同步,以及同一帧图像出现多个目标造成的难点。对现场实际采集图像序列的15个目标进行时间序列分割匹配,对外场模拟实验同帧5个目标进行基于极线约束匹配。实验结果证明,算法提高了多个红外弱小目标匹配的准确率。     

基于GIS的电网故障信息红外热影像采集系统

红外测温技术是检测电网设备状态的一种先进方法,应用红外测温技术能有效预判电网设备外部连接点的发热隐患,从而及早发现设备外部过热、内部绝缘等故障。以红外测温技术和基础GIS空间导航算法为基础,通过与原始蚁群算法对比、分析,提出了线路加权路径规划的改进算法,红外图像的采集降噪处理和结合WCDMA网络的传输方式,结合农村电网特点设计成可视化后台管理系统。该系统可对野外电力设备进行红外图像采集并进行简单降噪处理,通过3G网络发送回后台服务端显示,供人工辅助加以预判电网故障,同时通过改进的导航算法,科学规划抢修巡检路径,提高了电网运行的可靠性。     

基于灰狼自适应阈值分割和改进模糊增强的红外图像NSCT增强算法

研究低成本和便携的红外成像技术是最近几年带电检测的发展趋势,为减少红外检测环境、红外传感器以及其他因素的影响,解决红外检测中红外图像含噪声干扰、模糊和对比度低的问题,文章设计了一种基于灰狼自适应阈值分割和改进模糊增强的红外图像NSCT增强算法。对原始红外图像进行NSCT域变换;变换后含有噪声的高频分量采用VT去噪后,接着采用改进模糊增强处理;对变换后含有电力设备主体的低频分量进行灰狼自适应阈值分割为背景和前景部分,随后分别进行增强处理;最后将处理后的各分量进行逆NSCT变换。经对比应用,验证了该算法应用在变电站电力设备红外检测上的优越性：文章算法与其他算法相比在边缘强度、信息熵、对比度、标准差、峰值信噪比五类评价指标上的涨幅至少为3.94%、 2.16%、 9.86%、 7.45%、 21.86%。文章算法处理后的红外图像符合人眼视觉效果,更易于人眼识别故障,有利于电力设备热故障的检测与故障定位。     

基于MLX90621红外传感器的室内人数检测

红外传感器通过探测红外辐射,在其视场范围内,对获得的温度分布进行处理可以判断室内的人数。本文设计了一个基于 MLX90621红外传感器检测室内人数的系统,针对大津法确定阈值,对图像进行分割时,造成的误判情况严重,提出了一种基于直方图统计的固定阈值分割法以及多帧采样比较的方法。根据直方图统计,得到固定的全局阈值后,对所得温度分布进行二值化处理,并采用多帧采样比较的方法从而有效地检测出了室内的人数。实验结果表明提出的方法对室内人数的检测率能达到80%以上。     

SF_6电气设备红外辐射检漏技术的应用

阐述了SF6气体泄漏成为影响设备安全可靠运行的重要因素,与传统的SF6检漏方法相比,红外检漏技术具有非接触、远距离、定位准确、无需停电等优点。指出红外辐射检漏是红外检漏技术领域出现稍晚的一种检漏方法,相比激光检漏(红外吸收检漏),它具有灵敏度高、安全性高、检测范围广、更加便携等优势。     

智能型手指静脉图像采集与控制系统的研究

提出了一套智能型图像采集控制系统来解决如何获取高质量手指静脉图像问题。采用智能图像分析方法,对采集过程的手指静脉图像进行及时分析,获取手指运动位置和图像质量信息,并将这些信息反馈到控制系统,对光源、成像器件和显示器件等部件进行实时控制,并同时指导手指合理放置,从而可以获得符合要求的图像。实验结果表明,通过本系统获得的手指静脉图像位置准确、亮度合适、无漏光,可以满足实际需要。     

红外热成像仪应用于电力设备故障诊断

红外热像仪能快速、实时地采用非接触手段在线监测和诊断出电力设备的大多数过热故障,防止电力设备损坏和由于这些设备损坏而导致的电网大面积停电事故发生。文章介绍了红外热成像的特点;红外热像仪的功能和特点,红外热成像仪在电力设备如变压器、电抗器、电容器、断路器、绝缘子串、互感器、电力电缆和导线、隔离开关、高压输电导线和压接管、发电机等故障诊断中的应用效果;指出了用好红外热像仪的关键环节。积极推广电力设备在线红外监测技术及红外热成像仪,对保障电力设备乃至电网的安全运行,做到防患于未然可起到积极作用。