红外图像温度表示规则 RGB法
1 范围
本文件描述了根据红外图像及红外辐射特性计算而获得的温度场通过图像处理技术转换为可见光伪彩图像的原理及方法，包括温度场图像的图像增强处理算法及温度值至伪彩的映射算法。
本文件适用于红外热像仪在生物体检测、安防、工业测温和农业等领域获得温度场图像后，映射到伪彩图像的过程。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
红外辐射infrared radiation；infrared；IR
波长比可见光更长的电磁辐射。
注1：红外辐射波长在750nm~1mm之间。
注2：温度高于绝对零度（-273.15℃）的任何物体均会发出红外辐射，其辐射能量大小由物体的表面温度及表面辐射特性决定。
[来源：GB/T 112604.9—2021，3.17，有修改]
3.2
红外热像仪infrared thermal imager
通过对红外光学系统、红外探测器及电子处理系统，将物体表面红外辐射转换成可见图像的设备。它具有测温功能，具备定量绘出物体表面温度分布的特点，将灰度图像进行伪彩编码。
[来源：GB/T 19870—2018，3.1]
3.3
热红外图像thermal infrared image
通过红外探测器收集、记录被测物辐射出来的热红外辐射信息所生成的图像，本文中简称红外图像。
3.4
温度场图像thermal field image
利用热红外图像及被测物辐射特性反演出被测物温度分布的图像。
3.5
测温范围measuring range
红外热像仪的有效温度测量范围。
3.6
RGB彩RGB color
RGB彩是一种颜标准，通过对红（R）、绿（G）、蓝（B）三个颜通道的强度变化叠加生成各种颜。
3.7
图像增强image enhancement
对被测物原始影像进行处理以得到清晰图像的工作。
注：包括灰度及彩变换、特征提取、分类以及各种专题处理等研究与技术内容。
3.8
灰度图像gray scale image
根据设定参数及转换公式，将温度场图像的每个像素转换为一个介于0至最大灰度值所形成的图像，灰度值作为颜查表的索引值。
注：本文件用字母S代表灰度值。
3.9
伪彩图像pseudo-color image
一种红外图像增强方法，红外图像的每个像素点以人为彩来替代灰度图像中各点的不同灰度所形成的彩图像，本文件中采用RGB彩作为彩表示模式。
注：通常用暖调表示高温，冷调代表低温。
3.10
直方图均衡histogram equalization
37度
利用图像直方图对灰度图像对比度进行优化的方法。
注：通过直方图均衡算法，图像灰度值直方图分布更加均匀，从而避免灰度值分布过于集中，有效增强图像对比度。
3.11
颜查表color look-up table
定义红外图像灰度值与伪彩颜映射关系的表格。
注：红外热像仪按照此对应关系为每一个灰度值到其对应的伪彩并显示。
4 原理方法
显示原理
被测物红外辐射经红外热像仪光学镜头、红外探测器、A/D转换获得其热红外图像，结合被测物辐射特性，热红外图像经信号处理反演生成温度场图像，温度场图像映射至伪彩图像并在监视器上输出（见图1）。
图1  红外测温热像仪工作原理
显示流程
为采用RGB彩表示的伪彩图像并显示在红外热像仪监视器上。
图2  红外温度场伪彩图像显示流程图
伪彩显示模式
4.3.1伪彩显示模式类别
根据应用场景不同，本文件共设计四种显示模式，分别为彩虹伪彩编码模式、正弦伪彩编码模式、热金属伪彩编码模式以及密度分层伪彩编码模式。彩虹伪彩编码颜间明度差较小，相丰富，适用于彩显示及打印，不适合进行黑白打印。正弦伪彩编码模式颜路径结点较多，标亮度呈起伏变化，可结合差及亮度确定图像等温线轮廓，适用于显示温度范围较窄，对温度分辨率要求较高的彩显示。热金属伪彩编码颜间明度差较大，彩度差较小，与温的变化规律相似，适用于图像中有部分高温物体的显示，可用于彩显示及打印，也适合进行黑白打印，效果与灰度图像类似。密度分层伪彩编码模式适用于设定温度阈值的图像显示及打印。红外热像仪产品支持本文件描述的以上四种显示模式时，应予以注明。
4.3.2彩虹伪彩编码模式
彩虹伪彩编码模式采用（255，0，255）、（0，0，255）、（0，255，255）、（0，255，0）、（
255，255，0）、（255，0，0）的颜路径，并依据设定的伪彩颜数量和等差间距的原则选取颜编码。
根据显示需求不同，本模式下可选择256、128、64、32及16共5档伪彩颜数量。各伪彩颜数量规定对应的颜查（见附录A），将颜查表中定义的颜按索引值排列形成相应标（见图3）。
图3  彩虹伪彩编码模式标
4.3.3正弦伪彩编码模式
正弦伪彩编码模式采用（0，0，0）、（128，128，128）、（0，0，128）、（0，0，255）、（0，128，128）、（0，255，255）、（0，128，0）、（0，255，0）、（128，128，0）、（255，255，0）、（128，0，128）、（255，0，255）、（128，0，0）、（255，0，0）、（212，0，212）、（255，255，255）的颜路径，颜路径中一部分为R、G、B间比例变化，一部分为R、G、B间比例不变，数值增加或减小。