[发明专利]一种红外热像检查用降噪背景装置

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及一种红外热像检查用降噪背景装置。

背景技术

在使用远红外摄像仪(无论采用的是制冷或非制冷红外探测器)进行热像采集时通常存在下列问题：

(1)如果环境和背景温度与被采集目标自身的温度接近时(大概在＜5℃)，也即红外摄像仪视场内景物的高低温差较小时，则所摄热图的温差与整个采集系统中热噪声的比值(信噪比)相对降低，这会大大影响热成像的质量。好的热像质量对于热图的分析解读是十分重要的。所以通常的使用者都会用空调来降低环境温度,但是低温环境在临床应用当中可能会造成一部分体弱有病的人群不适应。

(2)如果使用远红外摄像仪对被摄物体的绝对温度进行测量，通常测量结果与实际物体温度绝对会存在误差的。首先要对红外摄像仪取得的热图影像经过换算才能得到被测物体的温度；而在计算时与计算结果有关的因素大致可分为两方面，即被测物体和测试环境。

其中，与被测物体自身相关的因素包括：物体表面特性(发射率、吸收率)、被测物体的距离和物体反射辐射。

与环境相关的因素包括：大气透射率、大气发射率、大气温度、环境温度、大气压力、大气中的相对湿度以及环境反射辐射等等，都是对温度换算有重要影响的参数；要想在实际测温中准确给出这些参数的确切数值，几乎是不可能的；这还没有考虑到红外探测器自身的测量误差(≥10％)、温度测量的非线性、红外摄像仪内部电路的信号噪声以及热漂移等等。

(3)在用远红外摄像仪对被摄物体进行拍摄取得热像后，往往要对热像中的被测物体的外形尺寸、表面面积进行计算，以利分析。这一计算是与红外镜头的空间分辨率、视场角和被测目标与镜头之间的距离等因素有关，空间分辨率和视场角是红外摄像仪的物理性能参数，生产厂家会明确给出的；因此只要使用者在采集图像时准确测量被测目标与镜头之间的距离，并输入给计算机就可以大致算出被测目标的尺寸。但是，如果没有精确的自动测距设备，则在临床应用当中往往难以进行测距操作。

本发明正是针对上述红外热像仪在医学临床的应用中遇到的三个实际问题给出的解决方案：

1、首先对于提高红外热像采集时的信噪比问题，如果在被采集目标的背景上加一个低温背景(比被测目标低10℃以上)人为加大被测目标与背景的温差，就可以提高信噪比，从而使热成像质量得以提高。

2、对于利用红外热像仪进行测温的问题，一般情况下可以认为在测量过程中整个红外测温系统所带来的误差是已经确定了的，但是摄像仪(要经过非均匀性校正)视场内的所有点的测量误差应该都是相同的；那么，如果在测量某被测物体的同时，摄像仪视场中有一个已知温度的参照物体，则测量结果对参照物体的测量误差和被测物体的测量误差是一致的；也即在用远红外摄像仪对被摄物体的绝对温度进行测量时，可以得到被测物体和参照物体的温度测量值，假设参照物体的温度已知且是准确的，则：

被测物体的实际温度＝被测物体温度测量值+(参照物体实际温度值-参照物体温度测量值)；

在本发明中由于我们采用低温技术让构成采图背景的装置的温度低于被测目标温度(例如低10℃以上)，并且采用其它测温技术精确测取背景的温度作为参照温度，把这个参照温度通过数字传输电路传给计算机就可以作为对红外热图进行实时校正的依据。

3、此外，如果在热图中同时存在有已知实际尺寸(在垂直方向和水平方向上)物体的热像，提取这一热像的尺寸就会给计算被测目标实际尺寸提供参照。假设已知物体为一个宽为Xo，高为Yo的矩形，又设该物体在热图中可被分辨，利用图像提取技术分别可得到它的宽和高分别为xp和yp；则可得到在物体宽度方向上和高度方向上的两个比值rx＝xp/Xo和ry＝yp/Yo；根据这两个比值和几何算法就不难计算热图中其它实际被测物体的实际尺寸。

发明内容

本发明的技术目的是克服现有技术的不足，提供一种红外热像检查用降噪背景装置，该背景装置在配合红外热像检查使用时其能有效地提高信噪比，极大地提高成像质量。

为了克服上述技术目的，本发明是按以下技术方案实现的：

本发明所述的一种红外热像检查用降噪背景装置，其特征在于：包括带有内部空腔的背景箱体，所述箱体的内部空腔内设有制冷装置，所述箱体内还设有与制冷装置连接的温度控制装置。

作为上述技术的进一步改进，所述制冷装置为冷风或液体冷却器；或为半导体制冷器；或为制冷剂压缩循环制冷器、静态低温液体冷却器。

作为上述技术的更进一步改进，所述背景箱体的表面为栅网结构，具体来说，所述栅网网孔的尺寸规格是30～50mm。