本发明涉及图像处理。更具体地，本发明涉及基于红外图像的热风风管热传输效率检测方法。
背景技术：
1、热风风管在输送热空气时，如果热传输效率低，表明风管存在泄漏、绝热材料损坏或其他故障；通过监测热风风管的热传输效率，可以及早发现问题，减少维修成本。
2、红外成像技术能够非接触式地测量温度分布，无需对风管进行物理接触，这种方法不仅安全，而且能有效减少测量过程中的干扰；其中，条纹噪声对检测和提取红外图像中有用的信息产生了干扰，因此，需要将红外图像中的条纹噪声去除，从而提高后续处理和分析结果的可靠性。
3、相关技术中，例如申请公布号为cn118195943a的中国专利申请文件，其公开了一种去除红外图像条纹噪声的方法，包括：采用低通滤波器对原始图像进行平滑，得到低频分量图像；同时得到滤波高频权重图像数据的权重矩阵；用原始图像减去低频分量图像，获得高频分量图像：遍历高频分量图像的每一列；每一列分成若干段；筛选每一列的每一段满足条纹噪声权重阈值的高频值，分别进行累加求和；通过求平均的方式计算每一列的每一段的条纹噪声值；从中选取均匀场景区域的最小的条纹噪声值；获得每一列最终的条纹噪声数组；原始图像每一列减去对应条纹噪声，得到去噪后的图像。
4、相关技术采用频域方法，当条纹噪声的频率与有效信息的频率重叠时，无法完全去除条纹噪声，甚至导致有效信息的损失，对于条纹噪声的处理效果并不理想。
技术实现思路
1、为解决上述采用频域方法对条纹噪声的处理效果并不理想的技术问题，本发明提供了基于红外图像的热风风管热传输效率检测方法，包括：通过红外焦平面成像装置采集热风风管的红外图像；通过小波变换对红外图像进行分解，获得不同分辨率下的下采样子图和各方向的细节子图；对下采样子图的边缘图像进行阈值分割，获得二值图像；对二值图像中所有前景像素点进行霍夫直线检测，获得目标方向上的多个直线，所述目标方向是指红外焦平面成像装置中放大器的排列方向的垂直方向；计算直线属于条纹噪声的概率，，为直线上所有前景像素点的数量，为红外图像沿目标方向的边的长度，为直线上所有前景像素点的梯度幅值的差异程度，为直线上第个前景像素点的梯度方向与目标方向的夹角；将概率大于预设阈值的直线记为目标直线；根据相邻的目标直线之间的距离以及目标直线属于条纹噪声的概率，获取目标直线上各前景像素点的邻域范围；根据各前景像素点的邻域范围，对下采样子图和各方向的细节子图进行滤波；通过滤波后的下采样子图和滤波后各方向的细节子图进行小波重构，获得去噪后的红外图像；根据去噪后的红外图像，计算热风风管的热传输效率。
2、本发明利用小波变换的多分辨率特性，在多个尺度和方向上处理图像，使得细节和边缘信息更为清晰，从而有效地识别出不同频率成分的噪声和信号；通过霍夫直线检测，可以精准识别与条纹噪声相关的直线特征，结合直线属于条纹噪声的概率的评估结果，能够有效地区分噪声和有效信息；对于目标直线上的前景像素点，根据相邻的目标直线之间的距离以及目标直线属于条纹噪声的概率，获取前景像素点的邻域范围，根据邻域范围对下采样子图和各方向的细节子图进行滤波，使得在去噪时能够综合考虑周围像素点的信息，从而更好地保留有用信息而去除噪声；通过小波重构有效地将滤波后的子图合并成后的红外图像，保留重要特征，降低噪声影响。
3、本发明有效去除条纹噪声，使得红外图像更加清晰，提高了图像的可读性，从而提高后续处理和分析结果的可靠性，可以更准确地分析热风风管的热传输效率，从而提高工业应用中的准确性和可靠性。
4、优选地，所述二值图像中包括前景像素点和背景像素点，所述前景像素点是指梯度幅值大于或者等于梯度幅值阈值的像素点，所述背景像素点是指梯度幅值小于梯度幅值阈值的像素点，所述梯度幅值阈值通过大津法获取。
5、优选地，所述前景像素点的邻域范围是由该前景像素点左侧相邻的个像素点以及该前景像素点右侧相邻的个像素点组成的，其中，、分别为第一数量和第二数量。
6、优选地，所述第一数量和第二数量满足表达式：；；式中，为该前景像素点所在的目标直线，为在目标直线左侧且距离目标直线最近的目标直线，为在目标直线右侧且距离目标直线最近的目标直线，为距离函数，、分别为第一系数和第二系数，为向上取整。
7、优选地，所述第一系数和第二系数满足表达式：；；式中，为目标直线属于条纹噪声的概率，为目标直线属于条纹噪声的概率。
8、本发明根据目标直线属于条纹噪声的概率，获取目标直线上各前景像素点的邻域范围，使得邻域范围包含的像素点受到噪声的影响小，进而提高噪声去除的效果。
9、优选地，所述对下采样子图和各方向的细节子图进行滤波，包括：将目标直线上的前景像素点记为目标像素点；对于下采样子图中与目标像素点的坐标相同的像素点a，将像素点a左侧相邻的个像素点以及像素点a右侧相邻的个像素点组成像素点a的邻域范围；对于各方向的细节子图中与目标像素点的坐标相同的像素点b，将像素点b左侧相邻的个像素点以及像素点b右侧相邻的个像素点组成像素点b的邻域范围；根据各像素点的邻域范围，对下采样子图和各方向的细节子图进行滤波。
10、本发明根据邻域范围对下采样子图和各方向的细节子图进行滤波，综合考虑周围像素点的信息，从而更好地保留有用信息而去除噪声。
11、优选地，所述进行滤波时使用的算法为中位值平均滤波法，包括：对于像素点的邻域范围内的所有像素点的灰度值，去掉一个最大的灰度值和一个最小的灰度值，然后计算剩余所有灰度值的算术平均值，作为像素点的滤波结果。
12、本发明通过中位值平均滤波法进行滤波，既能抑制随机干扰，又能滤除明显的脉冲干扰。
13、优选地，所述热风风管的红外图像包括热风风管的入风口的红外图像和出风口的红外图像，则去噪后的红外图像包括热风风管的入风口的去噪后的红外图像和出风口的去噪后的红外图像。
14、优选地，所述根据去噪后的红外图像，计算热风风管的热传输效率，包括：将去噪后的红外图像输入flir tools软件，生成去噪后的红外图像的所有像素点的温度值文件；所述热风风管的热传输效率满足表达式：；式中，为热风风管的热传输效率，为出风口的去噪后的红外图像中所有像素点的温度值的均值，为入风口的去噪后的红外图像中所有像素点的温度值的均值。
15、本发明有效去除条纹噪声，使得红外图像更加清晰，提高了图像的可读性，从而提高后续处理和分析结果的可靠性，可以更准确地分析热风风管的热传输效率，从而提高工业应用中的准确性和可靠性。
16、本发明的有益效果在于：
17、本发明利用小波变换的多分辨率特性，在多个尺度和方向上处理图像，使得细节和边缘信息更为清晰，从而有效地识别出不同频率成分的噪声和信号；通过霍夫直线检测，可以精准识别与条纹噪声相关的直线特征，结合直线属于条纹噪声的概率的评估结果，能够有效地区分噪声和有效信息；对于目标直线上的前景像素点，根据相邻的目标直线之间的距离以及目标直线属于条纹噪声的概率，获取前景像素点的邻域范围，根据邻域范围对下采样子图和各方向的细节子图进行滤波，使得在去噪时能够综合考虑周围像素点的信息，从而更好地保留有用信息而去除噪声；通过小波重构有效地将滤波后的子图合并成后的红外图像，保留重要特征，降低噪声影响。
18、进一步，本发明有效去除条纹噪声，使得红外图像更加清晰，提高了图像的可读性，从而提高后续处理和分析结果的可靠性，可以更准确地分析热风风管的热传输效率，从而提高工业应用中的准确性和可靠性。
1.基于红外图像的热风风管热传输效率检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于红外图像的热风风管热传输效率检测方法，其特征在于，所述二值图像中包括前景像素点和背景像素点，所述前景像素点是指梯度幅值大于或者等于梯度幅值阈值的像素点，所述背景像素点是指梯度幅值小于梯度幅值阈值的像素点，所述梯度幅值阈值通过大津法获取。
3.根据权利要求1所述的基于红外图像的热风风管热传输效率检测方法，其特征在于，所述前景像素点的邻域范围是由该前景像素点左侧相邻的个像素点以及该前景像素点右侧相邻的个像素点组成的，其中，、分别为第一数量和第二数量。
4.根据权利要求3所述的基于红外图像的热风风管热传输效率检测方法，其特征在于，所述第一数量和第二数量满足表达式：
5.根据权利要求4所述的基于红外图像的热风风管热传输效率检测方法，其特征在于，所述第一系数和第二系数满足表达式：
6.根据权利要求1所述的基于红外图像的热风风管热传输效率检测方法，其特征在于，所述对下采样子图和各方向的细节子图进行滤波，包括：
7.根据权利要求1所述的基于红外图像的热风风管热传输效率检测方法，其特征在于，所述进行滤波时使用的算法为中位值平均滤波法，包括：对于像素点的邻域范围内的所有像素点的灰度值，去掉一个最大的灰度值和一个最小的灰度值，然后计算剩余所有灰度值的算术平均值，作为像素点的滤波结果。
8.根据权利要求1所述的基于红外图像的热风风管热传输效率检测方法，其特征在于，所述热风风管的红外图像包括热风风管的入风口的红外图像和出风口的红外图像，则去噪后的红外图像包括热风风管的入风口的去噪后的红外图像和出风口的去噪后的红外图像。
9.根据权利要求1所述的基于红外图像的热风风管热传输效率检测方法，其特征在于，所述根据去噪后的红外图像，计算热风风管的热传输效率，包括：
