一种对人体红外图像进行处理分析的方法及装置与流程

1.本方法属于医疗方面的红外图像分析领域，尤其涉及一种对人体红外图像进行处理分析的方法及装置。


背景技术：

2.寒热体质理论是中医学理论的重要组成部分，而望闻问切是中医师的一种基础技能，但由于诸多的原因使得很多专科毕业的中医师并未很好的理解和掌握这些诊病的基本技能。
3.红外热图像可以反映物体的温度分布,某些病症的出现会导致人体的体表温度分布发生异常变化,通过红外热图像可以检测温度分布来分析疾病的情况,这是医学红外技术诊断分析疾病的基本原理。使用这些红外图像，有助于中医师根据寒热体质理论准确地诊断病情。
4.目前红外热图像的处理分析基本靠人工经验,缺少专门的适用于中医领域的红外图像处理软件或装置，导致中医师分析红外图像时难度高、耗时长，诊断效果也不理想。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于中医领域、识别容易，有助于诊断的红外图像处理方法和装置。
6.本技术方案提供一种对人体红外图像进行处理分析的方法，包括：获取第一红外图像，在第一红外图像上叠加一辅助分析浮层；通过改变窗宽和窗位调整第一红外图像中不同温度区域之间的色差；在第一红外图像上选择或画出分析区域，将分析区域添加到辅助分析浮层对应的位置；添加分析区域后，计算并显示分析区域中的温度统计数据。
7.进一步地，所述窗位是红外图像所能标示的最低温度，低于窗位温度的区域均显示为黑色；窗位+窗宽是红外图像所能标示的最高温度，高于窗位+窗宽温度的区域均显示为白色；处于窗位至窗位+窗宽之间的温度，则采用不同的彩色显示不同的温度。
8.具体的，窗位的选择范围为20℃-45℃，窗宽的选择范围为0℃-25℃。
9.进一步地，还包括：在第一红外图像上进行矩形截图，放大显示矩形截图所对应的局部红外图像。
10.进一步地，还包括：获取第二红外图像作为对称比对图像，在第二红外图像上生成与第一红外图像分析区域相对应区域的温度统计数据，并将第一红外图像和第二红外图像并列显示。
11.进一步地，所述的选择分析区域是指通过使用光标在红外图像上选取某一点或多点连成的线段；所述的画出分析区域是指在红外图像上使用矩形或椭圆形框选某一部分图像。
12.一种对人体红外图像进行分析处理的装置，包括：浮层叠加模块，用于在获取第一红外图像后，在第一红外图像上叠加一辅助分析浮层；窗宽窗位调节模块，用于通过该模块改变窗宽和窗位以调整第一红外图像中不同温度之间的色差；分析区域添加模块，用于在第一红外图像上选择或画出分析区域，将分析区域添加到辅助分析浮层对应的位置；统计数据模块，用于在添加分析区域后，计算并显示分析区域中的温度统计数据。
13.本技术的改进带来如下优点：本技术提供的红外图像处理分析方法，可以通过改变窗位和窗宽来调整不同温度区域之间的色差，从而让不同温度区域之间的对比更加强烈，让中医师可以更加容易地观察和分辨温度异常区域。还可以让中医师在红外图像上有针对性地选择分析区域，以显示分析区域的温度统计数据等，通过数据帮助中医师诊断病情，进一步提高诊断效果。
附图说明
14.图1为本技术实施例提供的实现人体红外图像处理分析的一种可选系统架构；图2示出了本技术实施例提供的人体红外图像处理分析方法流程图；图3示出了健康组的头面部红外热像图；图4则示出了中风组的头面部红外热像图；图5示出了某一人体红外图像及其分析区域，及该分析区域的局部放大图；图6为一种对人体红外图像进行分析处理的装置的结构示意图。
具体实施方式
15.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
16.图1为本技术实施例提供的实现人体红外图像处理分析的一种可选系统架构，如图1所述，该系统架构可以包括：红外摄像仪和红外图像处理分析系统。
17.红外摄像仪用于获取人体的红外图像, 通过算法处理计算每个图像像素的温度，将温度数组阵列与红外图像封装好通过tcp协议传递给红外图像处理分析系统。
18.红外图像处理分析系统可以包括显示器、处理分析系统的输入设备（键盘鼠标等）、用于储存数据的储存器、用于进行处理分析的处理分析程序等。
19.本技术所要实现的即是：通过使用红外摄像仪摄取人体的红外图像后，将温度数组阵列与红外图像封装好通过tcp协议传递给红外图像处理分析系统；红外图像处理分析系统将这一红外图像通过显示器展示给使用者，使用者使用输入设备调整其显示的窗位和窗宽，以在不同温度区域之间获得更好的色差，方便观察和辨别温度异常区域；然后使用者通过使用输入设备在红外图像上选择或框选出一部分图像作为分析区域，以作进一步的细致分析；例如计算并显示分析区域的温度统计数据，或进一步调整分析区域里面的窗位和
窗宽，以获得更加精确的温度分析信息等。
20.接下来，以红外图像处理分析系统的角度，对本技术的人体红外图像处理分析方法进行介绍，如图2所示，图2示出了本技术实施例提供的人体红外图像处理分析方法流程图，该方法可以包括以下步骤：s100，从红外摄像仪处获取红外图像，在红外图像上叠加一辅助分析浮层，并在显示器上展示该红外图像。
21.通过在红外图像上叠加一层辅助分析浮层，可以在不改变红外图像原始信息的前提下，对红外图像做进一步的处理、添加数据、添加分析区域、添加备注并加以保存，有利于形成有序高效的病情数据库，提高红外图像的利用效率。
22.s200，调节窗宽窗位调节模块中的窗位和窗宽设置，以调整红外图像中不同温度区域之间的色差，如图3、4所示。
23.现有的红外图像一般采用不同的颜色来标示不同的温度，通常而言，红外图像中温度越接近的区域，则其在红外图像上标示的颜色也越接近，加之显示器所能显示的颜色较为有限，这些原因导致红外图像上一些温度差不大的区域，因颜色接近而难以分辨。例如，在某一红外图像中，最高温度与最低温度差为500℃，那么在该红外图像中，温差只有0.5℃的不同区域之间的颜色将极为接近（仅为总温差的千分之一），肉眼几乎难以分辨。因此，控制红外图像所能显示的总温差，将有限的颜色标识分配给更小、更细致的温度颗粒度，有助于提高小温差区域之间的对比度，让某些特定温度更加容易被辨识。
24.而一般从红外摄像仪获取的红外图像不只是显示人体的温度，同时还会显示人体周围的环境温度。相比人体较为稳定和狭小的温度范围（稳定在37℃附近），环境的温度范围则要更宽、更不稳定。现有的、针对人体的红外图像处理程序或软件则缺少调节其所能显示的总温差的功能，导致所显示的总温差范围过大，在图像中显示了过多的无用信息，未能凸显有用信息，导致中医师在分析红外图像时辨别困难、耗时过长、效果不佳。
25.而本实施例通过调节窗宽窗位调节模块中的窗位和窗宽设置，将低于窗位温度的区域统一显示为黑色，将高于窗位+窗宽温度的区域统一显示为白色，通过设置合适的窗位和窗宽，可以最大程度地剔除环境温度的对红外图像的干扰。在红外图像上最大程度地采用不同的彩色显示不同的人体温度，提高了在特定温度范围内不同温差区域之间的对比度，让中医师更加容易识别出温度异常区域，进而作出更加快速、精确的判断。例如，在使用窗位、窗宽调节红外图像的显示颜色前，37℃区域与37.5℃区域之间的颜色区别肉眼难以分辨，但对于医疗领域来说，人体从37℃与37.5℃的变化可能是一个十分重要的信息，但却因为红外图像显示的原因无法被中医师获取。现在通过改变窗宽和窗位调整红外图像中不同温度之间的色差，使得37℃区域与37.5℃区域之间的颜色区别更加显著、对比度更高、更容易被观察和辨别。
26.再例如，在进行中风患者的诊断过程中，检查成像部位主要为头部（胸部，背部）的范围，红外摄像仪的温度分辨率为0.1℃，通过调整”“窗位”，“窗宽”后，尽可能增加头部（胸部，背部）范围内的温度层次，观察热像图中患者头部（胸部，背部）范围内不同位置温度高低的相对关系，描述并比较患者头部温度分布的模式。
27.通过调整“窗宽”“窗位”后，明显发现健康组（图3）头面部红外热像图面部两侧基本对称，中风组（图4）左右额头及面部红外热像图不规则，且面部两侧不对称。图3示出了健
康组的头面部红外热像图，图3右侧则为其窗位窗宽调节窗口；图4则示出了中风组的头面部红外热像图，图4右侧则为其窗位窗宽调节窗口。
28.调整红外热像图的窗宽、窗位可以提高图像的对比度和清晰度，使得感兴趣的热点区域和异常温度分布更加明显。
29.手动调整：手动调整窗宽和窗位是一种简单、快速的方法。通过调整软件界面上的窗宽和窗位滑块，可以实时观察到图像的变化，并调整到最佳状态。
30.分析区域选择：对于复杂的图像，可以先选择感兴趣的区域，然后调整窗宽和窗位以突出该区域的温度分布。例如，如果想要突出显示某一设备的热点区域，可以先选择该区域，然后调整窗宽和窗位以突出该区域的温度分布。
31.多次尝试：调整窗宽和窗位需要多次尝试才能找到最佳参数。可以根据需要多次调整窗宽和窗位，并观察图像的变化，直到获得最佳结果。
32.需要注意的是，调整窗宽和窗位可以提高图像的对比度和清晰度，但过度调整也可能会导致图像过于饱和或丢失细节。因此，在调整窗宽和窗位时需要谨慎操作，尽量保留图像的真实信息和细节。
33.s300，在红外图像上选择或画出分析区域，将分析区域添加到辅助分析浮层对应的位置。如图5所示，图5中左侧示出的白色小框即为所框选的分析区域，其右侧即为对该分析区域的局部放大图。将分析区域添加到辅助分析浮层对应的位置是指，分析区域在辅助分析浮层中的位置要与红外图像上的位置相一致。
34.当使用者认为需要对红外图像中人体的某一部分作更加细致的重点分析时，可以使用鼠标在红外图像上选择某一个点或多个点连成的线段，或者是使用矩形或椭圆形框选某一部分图像，以用作分析区域。
35.将分析区域添加到辅助分析浮层中，可以在不改变红外图像数据的前提下，保存对分析区域的操作，以作为以后中医师分析病历数据库的一部分。
36.作为一种可选示例，只针对分析区域，可以进一步调节分析区域中的窗位和窗宽设置，以便更加细致地辨别和分析分析区域中的不同温度区域。
37.s400，添加分析区域后，计算并显示分析区域中的温度统计数据。如图5所示，图5展示了人体红外图像中，某一分析区域的温度统计数据。若分析区域为红外图像上的一个点，则温度统计数据为该点的实际温度数据；若分析区域为红外图像上的一条线段、矩形或椭圆形，则温度统计数据可以为分析区域范围的最大、最小、平均温度等。通过获取分析区域中的温度统计数据，为中医师提供更多量化的、有效的病情信息，进一步提升分析效果。
38.作为一种可选示例，在红外图像上进行矩形截图，放大显示矩形截图所对应的局部红外图像。为了方便使用者进一步观察人体某一部分的红外图像，截取红外图像中某一部分放大显示。
39.作为一种可选示例，为了更好地分析人体红外图像，对比两种不同人体红外图像也是一种有效的分析方法，因此，红外图像处理分析系统再获取一张不同的人体红外图像作为对比分析的对象，例如，可以是同一患者不同时期的红外图像，或者是不同患者的红外图像等。红外图像处理分析系统将这两张红外图像并列显示于显示器上，并在第二张红外图像上生成与第一张红外图像分析区域相对应区域的温度统计数据。例如，第一张红外图像的分析区域是对应人体的手部，则第二张红外图像也在手部自动生成相似的分析区域，
并计算和显示该分析区域的温度统计数据，以供中医师对比分析两种红外图像中手部温度的变化。
40.本方法基于人体红外图像,设计处理分析算法,并实现软件系统在对红外图像进行处理分析,为医生的诊断提供辅助作用。红外图像处理分析系统可为中医师诊断提供客观数据，让望闻问切与客观数据相结合。本系统从红外热辐射的基本理论出发,揭示了人体红外热辐射的本质以及红外热图像的医学诊断分析框架。针对红外热图像分辨率低、对比度低等特点,建立了通用预处理的模型，能为辅助诊断提供较大帮助。
41.通过红外技术和计算机编程，结合本土的全科技术和中医基本理论。本系统基于移动红外仪采集到的人体图像,设计处理分析算法,并实现软件系统在对红外图像进行处理分析,为医生的诊断提供辅助作用。
42.综上所述，窗宽和窗位在医用红外热像仪中的应用可以帮助医疗专业人士更好地诊断患者的体温情况，提高诊断准确性，有望成为医学诊断领域的有力工具。
43.如图6所示，一种对人体红外图像进行分析处理的装置，包括：浮层叠加模块1，用于在获取第一红外图像后，在第一红外图像上叠加一辅助分析浮层；窗宽窗位调节模块2，用于通过该模块改变窗宽和窗位以调整第一红外图像中不同温度之间的色差；分析区域添加模块3，用于在第一红外图像上选择或画出分析区域，将分析区域添加到辅助分析浮层对应的位置；统计数据模块4，用于在添加分析区域后，计算并显示分析区域中的温度统计数据。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种对人体红外图像进行处理分析的方法，其特征在于，包括：获取第一红外图像，在第一红外图像上叠加一辅助分析浮层；通过改变窗宽和窗位调整第一红外图像中不同温度区域之间的色差；在第一红外图像上选择或画出分析区域，将分析区域添加到辅助分析浮层对应的位置；添加分析区域后，计算并显示分析区域中的温度统计数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述窗位是红外图像所能标示的最低温度，低于窗位温度的区域均显示为黑色；窗位+窗宽是红外图像所能标示的最高温度，高于窗位+窗宽温度的区域均显示为白色；处于窗位至窗位+窗宽之间的温度，则采用不同的彩色显示不同的温度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，窗位的选择范围为20℃-45℃，窗宽的选择范围为0℃-25℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在第一红外图像上进行矩形截图，放大显示矩形截图所对应的局部红外图像。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：获取第二红外图像作为对称比对图像，在第二红外图像上生成与第一红外图像分析区域相对应区域的温度统计数据，并将第一红外图像和第二红外图像并列显示。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的选择分析区域是指通过使用光标在红外图像上选取某一点或多点连成的线段；所述的画出分析区域是指在红外图像上使用矩形或椭圆形框选某一部分图像。7.一种对人体红外图像进行分析处理的装置，其特征在于，包括：浮层叠加模块，用于在获取第一红外图像后，在第一红外图像上叠加一辅助分析浮层；窗宽窗位调节模块，用于通过该模块改变窗宽和窗位以调整第一红外图像中不同温度之间的色差；分析区域添加模块，用于在第一红外图像上选择或画出分析区域，将分析区域添加到辅助分析浮层对应的位置；统计数据模块，用于在添加分析区域后，计算并显示分析区域中的温度统计数据。

技术总结
本发明提供一种对人体红外图像进行处理分析的方法及装置，方法包括：获取第一红外图像，在第一红外图像上叠加一辅助分析浮层；通过改变窗宽和窗位调整第一红外图像中不同温度区域之间的色差；在第一红外图像上选择或画出分析区域，将分析区域添加到辅助分析浮层对应的位置；添加分析区域后，计算并显示分析区域中的温度统计数据。本发明的目的在于提供一种适用于中医领域、识别容易，有助于诊断的红外图像处理方法和装置。外图像处理方法和装置。外图像处理方法和装置。


技术研发人员：杨越雄 张阳 张晓峰 张超 李静 肖晓珍 陈晓纯 陈道奇 何明 何彩凤 胡伟
受保护的技术使用者：广州中大医疗器械有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/21