D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1995.s1.009 第17卷增刊 北京科技大学学报 Vol.17 1995年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1995 TVS一2200红外热像仪图像数据 解码及其在计算机上显示 陈海勇苍大强杨天钧 北京科技大学冶金系 摘要介绍了日本TVS一2200红外热像仪的基本原理，并对其特定的图像数据格式进行了分析、 破译，使被测物体的温度分布图像能直接显示在计算机屏幕上，同时获得了由图像温度场变换成 的数据温度场，由此可以进行大量的数据处理并获得评价指标. 关健词热像仪，温度分布，数据格式 Analysing Date Structure of Thermal Video System TVS-2200 and Display on Computer Chen Haiyong Cang Dagiang Yang Tianjun University of Science and Technology Beijng ABSTRACT Introduces the basic principle of the Thermal Video System TVS-2200 series (Japan).By analysing its specific data structure,the image of temperature distribution has been displayed on the personal computer screen,and has converted its image data to temperature values. KEY WORDS thermal video system,temperature field,data form. 许多单位在购置红外热像仪硬件的同时，因对其存储格式不了解，或没有相应的接口与 计算机直接连接，而无法按实际生产的需要自己开发应用软件，使热像仪未能更好地发挥其 作用.因此本文对从日本航空电子公司进口的便携式TVS一2200红外热像仪进行了分析，并 成功地读取了每点像元的温度信号，编制了相应的软件以伪彩色方式将温度分布显示于计算 机显示屏上，并将各点温度信号变换成温度值。在此基础上，可按用户需要开发各种软件对 温度场进行处理. 1TVS一2200红外热像仪简介 ,1995一10-18收稿
第 卷 增刊 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 段 伙 一 红外热像仪 图像数据 解码及其在计算机上显示 陈海勇 苍 大 强 杨 天 钧 北 京科技 大学 冶 金 系 摘要 介 绍 了 日本 一 红外热像仪 的基本原理 ， 并对其特 定的 图像数据格式进行 了分析 、 破译 ， 使被测物体 的温度分布 图像能直接显示 在计算 机屏幕上 ， 同时获得 了 由图像温 度场变换成 的数据温度场 ， 由此 可 以进行大量 的数据处理 并获得评价指标 关锐词 热像仪 ， 温 度分 布 ， 数据 格式 一 丙 沙， 必 必 一 一 段 一 叩 段 记 一 ， · ， ， ， 许多单 位 在 购置红 外热 像 仪 硬 件的 同时 ， 因对 其存储格式 不 了解 ， 或 没有 相 应 的接 口 与 计算机直接连接 ， 而 无法 按 实际 生 产 的需 要 自己 开 发应 用软件 ， 使 热像仪未 能更好地发挥其 作 用 因此 本 文对 从 日本 航 空 电子公 司进 口 的便 携式 一 。 红 外热像仪进行 了分析 ， 并 成功地 读取 了每点 像元 的温 度信号 ， 编制 了相 应 的软件 以 伪彩色 方式将温度分布 显 示 于 计算 机显示 屏 上 ， 并将各 点温 度信号 变换 成 温 度值 在 此 基础 上 ， 可按 用 户需 要开 发各种软件 对 温度场进行 处理 一 红外热像仪简介 一 一 收稿 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1995．s1．009
陈海勇等：TVS一2200红外热像仪图像数据解码及其在计算机上显示 ·43· TVS一2200红外热像仪主要由红外摄像头和固化在里面的处理器构成.红外摄像头接收 了从物体表面发射出来的红外线，并把它转换成电信号.处理器将电信号转变成数字信号，并 以一定的图像存储格式存入内存，将温度分布图像以伪彩色方式显示在仪器的监视器上；同 时处理器还完成其它一些简单的存功能，如单点温度的读取，温度场信号的存盘，以及其它 有关该图像的参数等等.图1是TVS一2200红外热像仪的外观图，其主要技术性能如下： 测温范围：一40~2000C 视场范围：10°(H)×15°(V) 光谱响应：3.0~5.4μm 冷却方式：氩气 调焦距离：20cm~∞ 温度灵敏度：0.01℃ 帧频率：30帧/s 发射率：0.10~1.00(0.01单位) 10 300= Processor Camera 图1TVS-2200红外热像仪外观图 2TVS-2200热图像文件结构分 析及解码程序的编制和结果 开始 取第一个字节 本工作的中心就是要研究图像中热像信号及 其相关参数的存储格式、代表意义，并编制相应软 改变该字节并 记住原值 件并将其从数据盘中读出， 根据用户手册，便携式TVS一2200红外热像 「显示到热像仪监视 器观察图像变化 仪允许每张双面高密度的31/2英寸(8.89m)盘 存40幅热图像.任选其中一幅进行研究，发现每 记录该字节地址、大 小与所变化像元关系 幅热图像文件所占的总字节数为25708 bytes,并 构成如下： 恢复该字节的原值 25708 bytes=25600 bytes+108 bytes 像元数>25600？ Y (总字节)（热图像数据）（热图像信息） N 利用软件，测试热图像数据，即前25600 停止 取下一个字节 bytes的内容，并确定它们所代表的物理意义.其 测试方法如图2所示. 对于热图像信息部分（即相关参数），同样可 图2图像数据测试流程图 以使用图2所示的框图进行综合分析测试，由此得出这108 bytes内所含的文件信息的内容及
陈海 勇等 一 红 外热像 仪 图像数据解码及 其在 计算机上显示 一 红 外热像仪 主要 由红 外摄 像头 和 固化在 里 面 的 处理 器构 成 红 外摄像头 接 收 了从物体 表 面 发射 出来 的红 外线 ， 并把它转 换 成 电信号 处理 器将 电信号转变 成 数字 信 号 ， 并 以 一 定 的 图像存储格式存入 内存 ， 将温度分 布 图像 以 伪彩色方式 显示 在仪 器 的监视器 上 同 时处理 器还完成 其它 一些 简单 的存功 能 ， 如 单 点温度 的读取 ， 温度 场 信号 的存盘 ， 以 及 其 它 有关该 图像 的参数等等 图 是 一 红 外热 像仪 的外观 图 ， 其主要 技术性 能 如 下 测温范 围 一 视场 范 围 光谱 响应 一 拜 冷 却方式 氢气 调焦距离 一二 温 度 灵 敏度 。 ℃ 帧频率 帧 发射率 一 单位 图 一 红外热像仪外观图 一 热图像文件结构分 析及解码程序的编制和结果 本工作 的 中心就是要研 究 图像 中热 像 信号 及 其相关参数的存储格式 、 代表 意 义 ， 并编制 相 应软 件 并将其从数据盘 中读 出 根 据用 户手册 ， 便携式 一 红 外热像 仪允许每张双 面 高密度 的 英寸 盘 存 幅热 图像 任选其 中一 幅进 行研 究 ， 发 现 每 幅热 图像文件所 占的总字节 数 为 ， 并 构成如 下 总字节 热 图像 数据 热 图像信 息 利 用 软 件 ， 测 试 热 图 像 数 据 ， 即 前 的 内容 ， 并 确 定它 们所代表 的物理意 义 其 测试方法 如 图 所示 对于 热 图像信息部分 即相关参数 ， 同样 可 以 使用 图 所示 的框 图进行综合分析 测试 ， 由此得 出这 图 图像数据测试流程图 内所含 的文件信息的 内容及
·44· 北京科技大学学报 各参数分别占的字节数等等.这些参数对文件的解码及今后热图像数据的存储变换起着重要 的作用. 通过上述工作，则可编制相应软件把图像回显于计算机上，并变换成数值温度场.开发 用的硬件配置是386带数学协处理器计算机，显示器为VGA模式.开发软件选用了具有速度 快，灵活性好的Turbo C2.0,并在大型模式下编译.图3是热图像数据还原后回显于显示屏 上的程序框图.图4是通过解码程序在VGA显示器上所得到的热图像.图5为转换后得到的 部分数据温度场. 主函数 。 屏幕初始化 从磁盘读收图像数据 显示 读取图像信息 变换成数值温度场 图：还原热图像数据程序框图 Input image filenane:a:\frame28 0038.52 0119.16 0199,80 Select the chowe: 1.Read one temperature.2.Read all temperature You choice:1 input x(0-255).y(0-99):100.50 High Temp=I99.088 Low Temp=38.52T(10058)=116.81 图！还原在显示屏上的热图像
· · 北 京 科 技 大 学 学 报 各参数分另 占的字 节数 等等 这 些 参 数 对 文件的解 码 及今后 热 图像数据 的存储 变 换起 着重 要 的作用 通过 上 述 工 作 ， 则可 编制 相 应 软 件把 图像 回显 于计 算机上 ， 并变换 成 数值 温 度场 开 发 用的硬件配置 是 带 数学 协 处理 器 计 算机 ， 显 示 器 为 模式 开 发软件选 用 了具有速 度 快 ， 灵活性好 的 盯 。 ， 并 在大 型模 式 下编译 图 是 热 图像 数据还 原后 回显 于 显 示 屏 上 的程序框 图 图 是 通 过 解 码 程 序 在 显示 器 上 所 得 到 的热 图像 图 为转换 后 得到 的 部分数据温 度 场 图 弓 还 原 热 图 像数据程序框图 即 畔 龙 二 竹下一甲二六乍了，片 习 。 ” 。 翻】 。 ， 。 、 ‘ 、 ‘ ， 、 。 、 一 护 ，。 ，， 一 一 一 一 一 ， “ 一 。 · 一。 一 图 还 原在显示屏上 的热图 像 〕 一
陈海勇等：TVS一-2200红外热像仪图像数据解码及其在计算机上显示 ·45· T(250)=53.01T(260)=50.49T(270)=50.49T(280)=50.49T(290)=50.49 T(300)=50.49T(310)=50.19T(320)=50.49T(330)=47.97T(340)=50.49 T(350)=53.01T(360)=50.49T(370)=50.49T(380)=50.49T(390)=50.49 T(400)=47.97T(410)=47.97T(420)=50.49T(430)=47.97T(440)=47.97 T(450)=47.97T(460)=47.97T(470)=50.49T(480)=50.49T(490)=50.49 T(500)=47.97T(510)=45.15T(520)=47.97T(530)=47.97T(540)=47.97 T(550)=50.49T(560)=50.49T(570)=50.49T(580)=53.01T(590)=53.01 T(600)=53.01T(610)=53.01T(620)=53.01T(630)=53.01T(640)=50.49 T(650)=50.19T(660)=50.49T(670)=53.01T(680)=53.01T(690)=54.98 T(700)=53.01T(710)=50.49T(720)=50.49T(730)=50.49T(740)=47.97 T(750)=53.01T(760)=50.19T(770)=50.49T(780)=50.49T(790)=50.19 图5数值温度场的一角 3结论 运用本方法，还可分析其它各类图像文件，确定图像文件的数据存储格式、图像信息所 包含的内容，在此基础上就可以按照用户需要开发软件，为热图像或其它图像处理作好了最 基本的准备工作. 参考文献 1 Operational Manual for Compact Thermo TVS-2200 Sreies,Nippon Aoiomics Co..Ltd. 2史文革编。微机图像格式大全.海洋出版社，1992 3徐蔓等编译.C语言实用图像处理获取，处理，存储.海洋出版社，1992 4 Surry G,Blair S.EGA/VGA程序员手册.北京：北京大学出版社，1993.4 5徐金格等.Turbo C使用大全.北京科海培训中心，I990.1
陈海 勇等 一 红 外热像 仪 图 像数据解码 及 其 在 计 算机上 显 示 一 一 生 一 一 一 一 沃︸月 ，︸ 一 搜 一 竹八勺︸通 ︸ 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 图 数值温度场的一 角 结论 运 用 本方法 ， 还 可分 析 其 它 各 类 图像 文 件 ， 确 定 图像 文 件 的数据 存储 格 式 、 图像 信 息所 包 含 的 内容 ， 在此 基础 上就 可 以 按 照 用 户需 要 开 发 软 件 ， 为热 图像 或其 它 图像 处 理 作 好 了最 基 本 的准 备工作 参考文献 〔 一 川 一 ， 一 ， 史文革编 微机 图像格式 大全 海洋 出版 社 ， 徐 蔓等编译 语 言 实 用 图像 处 理 获取 ， 处理 ， 存 储 海 洋 出版社 ， ， 程 序 员手 册 北 京 北 京大 学 出版社 ， 徐 金格等 盯 使 用大 全 北 京科海 培训 中心