GB_T 44006-2024 红外图像温度表示规则 RGB法.docx

ICS31.260CCS1.50三B中华人民共和国国家标准GB/T440062024红外图像温度表示规则RGB法Ru1.esfortherepresentationofinfraredimagetemperatureMethodbyRGB2024-11-01实施国家市场监督管理总局仝上国家标准化管理委员会发布目次前吉IIII范困I2规范性引用文件13术语和定义14原理方法24.1 显示原理24.2 显示流程34.3 伪彩色编码模式35数据处理65.1 温度场转换为灰度图像65.2 灰度图宜方图均衡处理65.3 灰度图转换为伪彩色图8附录A（资料性）红外温度场伪彩色图像显示流程图IO附录B（规范性）颜色查找表11参考文献37本文件按照GB,T1.1.-2O2OE标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草e请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别专利的责任.本文件由中国科学院提出.本文件由全国光电测箍标准化技术委员会（SACTC487）归口。本文件起草单位：中国科学院-影技术械研用乔、北京理工大学、东莞中科云计算研究院、武汉高德智恩科技有限公司、中科和光（天津）应用激光技术研窕所有限公司、浙江大立木甘支股份有限公司、烟台艾春光电科技有限公司、国家红外及工业电热产品质St监督检验中心、中国科学院空天信息创新研究院、武汉裔德红外股份有限公司。本文件主要起草人：李雪、范T字、杨媛媛、梁宏、金伟其、唐广发、黄展、卢了忱、张志强、谈薜、齐亚曾、义物（、灵迪、王琪崔昌浩、黄建忠，I1.1.红外图像温度表示规则RGB法1范B1.本文件描述了根据热红外图像及红外虢射特性计算而获得的温度场通过图像处埋技术转换为可见光伪彩色图像的原理及方法，包括温度场图像转换为灰度图像算法、灰度图像增强处理算法以及定义灰反值所对应伪彩色RGB值的颜色杳找表。本文件适用于红外热像仪在生物体检测、安防、工业测品和农业等领域,获得热红外图像并转换为器哎场图像后,由湿度场图像映射到灰度图像并转换显示为RGB色彩表示的伪彩色图像的过程.2提范性引用文件本文件没有规范性引用文件.3*WR下列术谱和定义适用于本文件.CHHMfinfraredradiati(n;IR波长大于可见光波长小于无线电波波长的电底辐射。注1：红外时在真空中波长范图为750三-Iinn1.注2：溺度高J维性度(-尔150的任何怫均会发出红向射影活除1妖小由物(本的衣而温蝮表而相时杼决定.来源：GBT12604.92021.37,有修改红外热供仪infraredthcrnui1.imager将物体表面红外箱射转换成可见图像的设备.注1:红光像仪具有猴1功能,殿四例物表版胺分布并将嫩图I蚊f行伪彩色侬工注2：红外热像(妁喊刨舌红外光学系统、红外拉缴I据及电子处理系统。来源：GBI198702()18,3.1.fj¾thena1.infraredIaage通过红外探测静收集、记录被测物体辐射出来的热纣外幅射信息所生成的图像.½本文仲悯称红恻除在需趟iT外图像为猴I外图断h不使RJ筒称，温度场图像the1111dfie1.dImagC利用红外图像及被测物体辐射特性反演出被测物体温度分布的图像.测温范固measuringrange红外然像仪的有效温度测量范困.R(；B色彩RGBco1.or通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)个颜色通道的强度变化加生成各种颜色的一种颜色友示规则.注1:RGB显示的颔色依赖F设备，红外热像仪一般支持IEC6I966>1颜色空何标准,KIsRGBNarekKiRa1.GreenB1.ue)(>注2：通常用(RGB)方式丧示颜色，R、G、B的取的范围从QS2电3.7Sft4ISiaageenhanceent对被测物体原始图像进行处理以改善图像视觉效果的工作。注：包括灰度变换、伪彩色变短,我方IWi以及浅波等图像处理'法,3.8灰度图像graysca1.eimage根据设定参数及转换公式将温度场图像的每个像素温度值转换为一个介于。至最大灰度值之间的数(ft所形成的图像.3.9ft三ftS*PeaxkrCO1.aringe符灰度图像中每个像素点的灰度值用RGB色彩替代所形成的彩色图像.注：通常JF域色调表示部出冷色调表示fg.3.10直方图均IBhistogramequa1.ization利用图像反方图对灰度图像对比度进行优化的方法.3.111.r1.ock-tptab1.e定义红外图像灰度值与伪彩色颜色映射关系的表格。4原理方法4.1 显示原理被测物体红外辐射羟红外热像仪红外光学镜头、红外探测涔、模拟截到数字量(D)转换获得其红外图像，结合被测物体红外轴射的特性，红外图像廷信号处理反演生成温度场图像，温度场图像转换为灰度图像后映射至伪彩色图像并在显示屏上输出(见图1)。由于红外图像与显示屏像素数求存在差异，因而在图像输出时的图像缩放算法可能会导仪显示屏部分像素的显示颜色超出本文件定义的伪彩色颜色选取范围，但对于连续变化的温度场图像在视觉上膨响较小。图红外BMt仪工作血4.2红外温度场伪彩色图像显示流程（见附录A）包括以下两个主要步骤.a）根据应用场景设定合理的显示温度范围、伪彩色编码模式及伪彩色颜色数量,将温度场图像转换为灰度图像。根据灰度图像的百方图分布选择是否进行白方图均衡增强图像的对比度。b）根据所选择伪彩色漏码模式及伪彩色趣色数量确定对应的颜色查找表,利用颜色查找表将灰度图像映射为采用RGB色彩表示的伪彩色图像并显示在红外热像仪显示屏上，4.3 伪彩色第码澳式根据应用场景不同共有四种编码模式,分别为彩虹伪彩色编码模式、正弦伪彩色编码模式、热金属伪彩色编码模式以及密度分层伪彩色编码模式.红外热像仪产品支持以上四种懈码模式时,应予以注明.各伪彩色编码模式特点及适用场地见表1.«1伪胎丽爆烧点及适用场次伪彩色编码怏大特点适用场景彩虹伪彩色编外模式颇色向期慢型较小，色相平富适用于大部分红外成侬场Sb透合彩色显示及打印,不适合进行黑白打印正弦伪彩色Si码怏式颜色路轻结点较多,色标明度呈起伏度化,可结合色整及明度确定图值等上跳佬就适用于显示注度范用较窄，对温度分辨力要求较高的彩色显示.例如医学红外图像M示购金神的彩色编耳模式颔色间明度若较大,彩朦龙较小,17色起的变化般律相似通用于图像中有（C分高混物体.例如电力系统红外图像的M示.可用于彩色隈示及打也近合进行黑白打印,效果与灰度图像类似定度分层伪彩色呜码模式背景采用灰度显示.有利干抑刖行景突出目标适用于设定阻收倒值的图像足示及打印.也适用F特殊温度物体区别于TfJS时的M示，例如生物体或气体探测4.3.2血彩虹伪彩色痂码模式采用(255,0,255)、(0,0,255),(0,255,255),(0,255.0)、(255,255,0)、(255,0.0)的颜色路径，并依据设定的伪彩色颜色数量和等色差间距的晚则选取颜色编码收据显示需求不同，本模式下可选择256色、128色、64色、32色及16色共5档伪彩色颜色数;k本伪彩色显示模式下各颜色数量对应的颜色查找表由附录B规定.将颜色查找表中定义的颜色按索引值排列形成相应色标(见图2)。图2彩虹伪影标4.13正弦伪彩色编码模式采用0,0)、(128,128,128),(0,0,128)、9,0,255)、(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)的颜色路径，颜色路径通过R、G、B间比例变化形成颜色的变化及明度的波动.收据显示需求不同，本模式下可选挂256色、128色、64色、32色及16色共5档伪彩色颜色数ib本伪彩色显示模式下各颜色数量对应的颜色查找表由附录H规定.将颜色查找表中定义的颜色按索引值排列形成相应色标(见图3)。B3正弦的彩色式色标4.3.4热金属伪彩色编码模式采用(0,0,0)、(255,0,0)、(255.255.0)、(255,255,255)的颜色路径，并根据设定的伪彩色颜色数比和等明度间距的原则选取颜色涮码。根据显示需求不同，本模式下可选择256色、128色、64色、32色及16色共5档伪彩色颜色数量.本伪彩色显示模式下各颜色致疑对应的颜色查找我由见附录B规定.将颜色查找表中定义的颜色按索引使排列形成相应色标(见图4).«4悔"伪彩色式色标4.3.5 宙度分JK伪彩色密度分层伪彩色编码模式下可设词最低温度阈值THm及最i温度阈值THmN,THm:n及THma应在红外热像仪测温范阚内.其灰度图像的灰阶数设定为256,根据器友阈值设置分为以下几种模式.a)高温显示模式.当仅设跣最高温度阈THmx时，灰度IAS大于或等于THmX时应灰度位的像素在伪彩色图像中显示的颜色为(255,0,。)，其余像素在伪彩色图像中显示的颜色为(S.S.S).b)低温显示模式。当仅设置最低温度阈值THm时，灰度假S小于或等于TR对应来强值的像素在伪彩色图像中轨示的颜色为S.0.255),其余像素在伪彩色图像中编示的颜色为(S.S.S).O区间显示模式。当同时设PrrHm.n及THN时，灰度俏S大FTHm对应灰度值的像素在伪彩色图像中显示的颜色为(SSS).灰度值S小于THm.n对应灰度值的像素在伪彩色图像中显示的颜色为(SsS).其氽像索在伪彩色图像中显示的颜色为(0.255,0).可选择对灰度图像部分进行淡化处理,淡化后伪彩色图像中灰度像案显示的颜色为(S'.sS')S的计算方法见公式(D,S*三(S2+I28J(1)式中：s淡化后灰度像素点的灰度(ft：取括号中数值的整数部分：S淡化前灰位像素点的灰度值.淡化处理的图像部分其明度为R、G、B旗的总和,BPS'值的3倍,最低明度为128*3,即384,远高于(255,0,0)、(0,255,Q)及(0,0,255)的单色明度，可突出分层显示部分，适合进行黑白打印.5数据处理5.1 温度场转换为灰度图像设阻示温度范困的最低温度为Tmn.最高温度为TmaX.Tmi及TmX应在红外热像仪测海范树内，伪彩色顿色粒状为N.灰度图像的灰度值按照公式(2)由像素点的温度T计算得出.V2.,式中:S灰度图像像素点的灰度值：T潮度场图像像素点的温度，单位为摄氏度(C：Tmin一温度范用的最低温度，单位为摄氏度CC)：N灰度图像的灰阶数，对于密度分层伪彩色编码模式，由于转换的灰度图灰阶数设定为256,因而该值设定为256,对于其他伪彩色编码模式，该值与设定的伪彩色数收相等；TmaX-温度范的的最高温度,单位为摄氏度(T);一一取括号中数值的整数部分.计算过程中各参数应采用单精度浮点数或双精度浮点数，在所有计算完成后对结果进行取整，5.2 灰度图直方图均衡处理口方图均衡作为种图像增演的峰法，用于灰度图像进行伪彩色映射前优化图像的灰度分布，避免出现图像灰度值过于集中，以提升图像显示效果“H方图均衡作为可选项在需要时进行，H方图均衡会V致灰度图像信息的不可逆损失，因而在使用其进行显示优化时应保留温度场图像或灰度图像的晚始信息,根据立方图均衡的原理，确定出方图均衡算法流程图(见图5),直方图均衡处理后,像素灰度值与温友伤的映射关系发生变化,缁根据直方图均衡时的映射函数对色标中短度与颜色的映射关系进行调整.图5直方图均衡算法流程图直方图均衡算法的计算公式如卜。a)根据公式(3)计算归一化一化直方图.A(1.)-y式中:M1.J灰度值为1.的像家出现的概率；1. Jfii个灰度伯，0<i灰度图像所包含的灰阶数：n灰度值为1：的像索个数：T一一图像的总像常数.b)根据公式(4)计算累计且方图,.三A(.)4式中：tk一一灰度伯小于或等于第k个灰度值的像素出现的概率:X1)灰度值为I.的像素出现的概率。C）根据公式5）定义映射关系.并据此生成新的灰度图像.I'z=（N-1）×1.+0.51式中：原灰度图像笫k个灰度值映射的新灰度值：N伪彩色颜色数量：IA原灰度图像灰度（ft小于或等于原灰度图像第k个灰度伯的像素出现的概率.S.3灰度BBiM为伪彩色图根据编码模式及伪彩色颜色致信设置生成伪彩色图像具体转换方法见表2,伪彩色图像在显示时,宜具备色标枝示功能,色标应标注最大、最小及中间节点的温度低.«2次度图转换为伪瞬色图换方法ts码模式伪彩色Si色数M转强方法彩虹伪彩色编码模式256以灰度图像某像素的灰度侑作为索引值,伪彩色图该像床的?小颜色应符合处求8的规定.索川的与显示颜色的映射关系应符介表B.1的规定128以灰度图像某像素的灰度值作为索引（«的彩色图该像素的4示顿色应符合阳泉B的妙定，索引次与显示独色的映射关系应符合表B.2的规定61以灰度图像某像装的灰度仙作为索引值.伪彩色图该像素的显示颜色i合网录B的规定,索引值与显示醯色的映射关系向符合表B.3的规定32以灰度图像某像家的灰质值作为索引（ft.伪彩色图谈像素的域小颜色应符合阳泉B的燃定，案出外与显示颜色的映射关系应符合&区4的奴定16以次度图像累像素的灰度（ft作为索引位.伪彩色图该像点的SJ示颜色应制合眼录B的娥定.索引值与。示独色的映射关系应符合表B.5的规定正弦伪彩色SifrJW256以灰度图像某像本的灰度值作为索引值.伪彩色图该像素的4示顿色应符合第B的B:定.索川依9显示1%色的映射关系应符合表B.6的树定128以灰度图像某像素的灰俄值作为索引ffi的影色图浅像素的4示颜色血苻合附柔B的败定,索引他与显示颜色的映射关泰应持合表B.7的奴定64以灰度图惊票像或的灰度值作为索引值，伪彩色图添惶龙的通示.顿色应符合附求B的规定.索，J|使与显示破色的映射关系应符A表B.8的规定32以欢度图像某偿案的灰度故作为索引位.伪彩色图该像素的显示颜色血符合阴尿H的规定，索弓I也与显示敲色的映射关系应符合表H.9的嫌定16以灰度图像火侬疑的灰度值作为索引值,伪彩色图该像般的显示颜色应符令口1求B的规定.索引值与M示顿色的映射关系应符合表B.IO的坡定«2友废时换为伪彩色图转换方法僮编码模忒伪彩色独色数Irt转换方法热金JW伪彩色码模式256以灰度图IfcX仪索的灰收也作为索引次，伪彩色图该像靠的如水颔色应符介网录B的规定.索引位与*示颜色的映射关系吨符介衣B.I1.的规定128以灰度图IfcX仪索的灰收也作为索引次，伪彩色图该像靠的如水颔色应符合附录B的规定,索引值与发示颜色的映射关系应符合表B.12的规定B4以灰度图像某低点的灰度也作为索弓僮1,伪彩色图该像素的显示颜色应符合明录B的规定.索用值。M示颜色的映射关系应符合&B.13的规定32以灰度周犍½t»«的灰及曲作为索iJItf1.伪彩色图该像素的显示颜色应符合附录H的规定.索引攸与显示颜色的映射关系应符合表B.H的规定16以灰度图像某像素的灰度做作为索引ifi,伪彩色图读他索的显示微色应符合附录B的畿定.索引他与醍求敏色的映射美泰应符合表B.15的规定密度分忸的彩色编码模式以次慢图项为输入，根%1.3.5定义的方法，将次度图技换为伪彩色图W«A(MMtt)红外场伪彩色图像显示流程图红外温趣场伪彩色图像鼠示该巴图A1.A1.缸外良第优等台健承霆常量B各编码模式及伪彩色颜色也就对应的颜色自找表见&B.I至表B.15,*B.1256色财!伪彩色IWMH色充找我索引位RGB索引值RGB0255025526163025512510256271600255224702552815702553243025529IM025542390255301510255523502553114802556231025532145O255722702553314202558223025534139025592190255»5136(1255102)50255361330255112110256笛1290255122070255381250255132030253912J025514199025540117025515196025541113025516193025642109O25517190025543)060255181870255441(»O25519184025545970255201810255469302552117802554785025522175025548750255231720256496502552416902565055025525166025651055255表B.1.256色彩虹伪彩*M色童找我（续）索引位RGD睢引的RGBIb1.0203255145025520511502052S514602S519511602072551470255185117O209255I1.K02551751180211255149025516511902132551500255155120O21525515102S514512102172S515202S5120122021925515302559012302212551549025501240223255155110255012502252S5s1292S501260227255157135255012702292S5158H1.2S501280231255159H7255012902332S51601532S5013002352S51611592S50131023725516216525501320239255163171255013302412S516*11772S50134024325516518325501350245255166189255013602472551671952550137024925516820125501380251255169207255013902532551702132550HOO255255171219255OM1.0255245172225255014202552351732312550143O255225174237255OH1.02552151752432S50«B.1.256色彩虹伪彩色码色去找我续）索引值RGB索引他RGB176249255020725519501772S52S502082S5193017825525302092551910179255251O210255IH9018025524902112551870181255217021225518501K2255245021325518301832552430211255181018425524102152551790185255239021625517701862552370217255175018725523502182551730阳255233021925517101892S523102202S516901902552290221255167019125522702222551650192255225022325516301932552230224255161019425522102252551590阳2552190226255157019625521702272551550197255215022825515301982552】302292551510199255211023025514902002552090231255147020125520702322551440202255205O233255H1.O2032552030234255138020125520102352551350205255O23625513202062S519702372S51290表B.1.256色彩虹伪彩色色充线我（续）索引值RGB索用值RGB238255126024725599023925512302482S5960240255120024925593024125511702502559002422551140251255800243255I1.1.02522557002442S5IOS0253255600245255105025125550024625510202552SS00«B.2128色版伪影色码色去找事索引值RGB«91UtRGB025502561912S02551247025520117025522390255211090255323102552210)025542230255239302555215025624750255620702552555025571990255260582558193025627064255918702552807025510181025529076255I1.175025530082255121.902553108825513163025532091255141570255330100255151510256IM010625516145Q25SSS0112255171390256360118255181330255370123255表B.2128色彩虹伪彩色«色，找我（续）索引值RGB索用值RGB10025521101112551550IO1.25520701152S515101022S520301162S5147010325519901172551110101255196011825513501052551910119255)290106255阂01202551230107255183012125511701082551790122255I1.1.010925517501232551050110255171012425S990I1.1.2S516701252559301122551630126255600113255ISd012725500«B364色彩虹伪彩色码色找表索引值RGB索引机RGB02550256M0702551239025615082255222302551609425532070255170106255<1193O255180118255518102551901272556顺02520013525571570255210143255814502552201512559133025523015925510117025524016725511101025525011525526502526018325513065255270191255IT«B.364色彩虹的彩色码色去找我：续）索引值RGB索引值RGB280255462552130290207255472552350300215255482552270310223255192552190320231255502552110330239255512552030：M0247255S2255196035025525S53255187036025521554255179037025517555255171038025590Se255163039902550S72551560-1015325505825514701117725505925513S0422012550的255123043225255061255I1.1.0442552S50622559304525525106325500«B.432色彩虹伪彩色Nm色充找董索引值RGB索引值RGB025S025510013S2S5122302551101512552】930255)2016725531690255130183255-11450255M0199255511702551502152556650255】602312557O«22551702552558032551802S52159O11825519025590IS«B.432色彩虹的彩色INUR色去找我（续）索引值RGB索引口RGB2015325502625519502120125502725517902225525502825516302325524302925514702425522703025512302525521103125500«B516色彩虹伪毒色M色专找爱*91.fiRGB架引值RCR0255025580215255I1930255902552552HS0265100265%3650255H2012550408225512255243050“826513256211Q60151255142551790701832551525500«B.6256色正弦的彩色色查找建索引依RGBA1.ttRGB0000IO12Y1.JZ7I12。12(1J27I1.001Z72IOHIOI1271200133396961271300139I84127H00115572721271500151660601271600157718481271700侬R3636127IR00侬92424127IM00175w«B.6256色正弦伪事色现色充找我续）索引值RGB索引依RGB20001815101141392)00187520120133220019353012712723001995401331332400205SS01391392500211560)45145260021757015115127002235801571572800229590)63163290023560016»侬3000241610175175310024762018IK1.32002556301871871306247640191933，0122416501991993501823566020520536024229670211