(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱特性を有するあるクラスの物体の熱画像内の局所コントラストを強調する方法であって、
絶対較正された熱画像システムによって捕捉された第１の熱画像（１００）を表す熱画像データ（１０２）を提供（２０２）することであって、前記絶対較正された熱画像システムは、ダイナミックレンジを有し、前記クラスの物体の前記熱特性は、前記ダイナミックレンジ内の熱範囲に対応する第１のレベルまたは第１のレベルの範囲に変換される、提供すること、
第１の強度分布（１０３）を有する前記熱画像データ（１０２）を、前記クラスの物体の前記熱特性に基づく既定の再分布関数を用いて第２の強度分布（１１８）に再分布（２０４）することであって、前記既定の再分布関数は前記クラスの物体（１１４）に関する前記熱画像の部分内の前記局所コントラストが強調されるように用意され、
前記既定の再分布関数は、
ａ）前記クラスの物体に関する前記熱画像データの一部が、前記熱画像システムの前記ダイナミックレンジの中央に移動されるものであり、かつ
ｂ）前記クラスの物体に関する前記熱範囲が、前記クラスの物体（１１４）に関する前記熱画像の部分内の前記局所コントラストが強調されるように、前記第１のレベルまたは前記第１のレベルの範囲より大きい数のレベルを持つ第２のレベルの範囲にわたって分布されるものである、再分布すること、
及び、再分布された前記熱画像データ（１０２）を熱画像（３００）として出力（２０６）すること、
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の強度分布（１０３）は、第１のダイナミックレンジを有し、前記再分布は、前記第２の強度分布（１１８）が前記第１のダイナミックレンジよりも小さい第２のダイナミックレンジを有するように前記熱画像データ（１０２）を変更することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記熱画像データ（１０２）の前記変更は、前記熱画像データ（１０２）が再分布された後に実施される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記熱特性は、熱範囲または熱価である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記既定の再分布関数は、前記熱範囲または前記熱価に対して中央配置される、または既定のオフセットがなされる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
既定の再分布関数は、前記熱画像データ（１０２）の捕捉の前に、前記絶対較正された熱画像システムによってあらかじめ規定される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記既定の再分布関数は、前記熱範囲または前記熱価に対して中央配置される、またはオフセットされ、前記中央配置または前記オフセットは前記第１の強度分布（１０３）に基づく、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記絶対較正は、温度対強度較正である、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、後続の熱画像を捕捉する前に、前記絶対較正された熱画像システムによって前記第１の熱画像（１００）に対して実施される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
熱特性を有するクラスの物体の熱画像内の局所コントラストを強調する装置（４００）であって、前記装置（４００）は、
絶対較正された熱画像システムであって、前記絶対較正された熱画像システムは、ダイナミックレンジを有し、前記クラスの物体の前記熱特性は、前記ダイナミックレンジ内の熱範囲に対応する第１のレベルまたは第１のレベルの範囲に変換される、絶対較正された熱画像システムによって捕捉された熱画像データ（１０２）を保存し、且つ
前記クラスの物体の前記熱特性に基づく既定の再分布関数を保存する
ように用意されたメモリ（４０２）と、
第１の強度分布（１０３）を有する前記熱画像データ（１０２）を、前記既定の再分布関数を用いて第２の強度分布（１１８）に再分布（２０４）するよう用意されたプロセッサ（４０４）であって、前記再分布関数は、前記クラスの物体（１１４）に関する熱画像の部分内の前記局所コントラストが強調されるように用意され、前記既定の再分布関数は、
ａ）前記クラスの物体に関する前記熱画像データの一部が、前記熱画像システムの前記ダイナミックレンジの中央に移動されるものであり、かつ
ｂ）前記クラスの物体に関する前記熱範囲が、前記クラスの物体（１１４）に関する前記熱画像の部分内の前記局所コントラストが強調されるように、前記第１のレベルまたは前記第１のレベルの範囲より大きい数のレベルを持つ第２のレベルの範囲にわたって分布されるものである、プロセッサ（４０４）と、
を備える、装置（４００）。
【請求項１１】
前記プロセッサ（４０４）は、再分布された前記熱画像データ（１０２）を前記熱画像（３００）として出力（２０６）するようにさらに用意された、請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱画像内の局所コントラストの強調に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶対０度を超える温度を有する全ての物体は、熱エネルギーを放出し、放出の強度は該物体の温度に依存することが知られている。原則として、物体の温度が高くなるほど、該物体からの熱放出の強度は強くなる。
【０００３】
熱画像システムは、あるシーンの熱画像または熱映像を生成する目的で、検出された熱エネルギーを電気エネルギーに変換することによって該シーン内の熱の差異を可視化するために、マイクロボロメータといった熱センサ利用する。したがって、熱画像システムは、例えば人間といった温かい物体が、より冷たい背景に対して際立っているといった、熱画像を提供し得る。さらに、熱画像システムは、あるシーンの中の物体が、該シーンに照明があってもなくても検出され得るので、可視光を利用した画像システムに比べて使用するのに有利である。さらに熱画像システムは、シーンに影や逆光が存在するといった、複雑な光条件に付随する問題を緩和し得る。したがって、熱画像システムは、昼間及び夜間の監視の用途に頻繁に使用されている。
【０００４】
しかし、あるシーンにおける、例えば人間といった関心対象物の検出及び／または識別は、実現するのに問題が多い可能性がある。あるシーンの中の物体（複数）の温度の広がり具合が大きいことによって、コントラストが低減し得、例えば関心対象物がその背景と同様の温度を有している場合のように、あるシーン内の関心対象物と、同様の熱放出を有する他の物体との区別が困難になる。
【０００５】
熱画像システム内で、熱画像の表示に先立って熱データのダイナミックレンジを低減することは、関心対象物の検出性をさらに低減させ得る。したがって、熱画像システムの検出性を改善する必要が存在する。
【発明の概要】
【０００６】
あるクラスの物体の熱画像内の局所コントラストを強調することが、本発明の目的である。あるクラスの物体の熱特性を利用した方法及び装置によって、簡素で効率的で信頼性の高い、熱画像内の該クラスの物体の局所コントラストの強調が提供される。
【０００７】
本発明の第１の態様によると、熱特性を有するあるクラスの物体用に、熱画像内の局所コントラストを強調する方法であって、絶対較正された熱画像システムによって捕捉された熱画像データを提供することと、既定の再分布関数を用いて第１の強度分布を有する熱画像データを第２の強度分布に再分布することとを含み、該既定の再分布関数が熱特性に基づき、それによって該クラスの物体の局所コントラストが強調され、再分布された熱画像データが熱画像として出力される、方法を提供することによって、この目的及び他の目的が達成される。
【０００８】
熱画像データの強度分布は、該熱画像データの再分布によって、熱特性を有するクラスの物体の局所コントラストが強調されるように変更され得る。それによって、熱画像データは、該クラスの物体の熱特性に関する強度を強調する強度分布が提供されるように、再分布され得る。言い換えれば、所与のクラスの物体の熱特性を用いることによって、熱画像内の該クラスの物体の検出性の増大が獲得される。
【０００９】
該クラスの物体の熱特性に基づく既定の再分布関数を用いることによって、熱画像内の局所コントラストを強調する効率的な方法が提供される。リアルタイムで使用され得る方法が、さらに提供される。方法は、例えば、ビデオシーケンスの一部を形成し得る、連続した熱画像のシーケンスに使用され得る。
【００１０】
絶対較正された熱画像システムの使用によって、あるシーン内のある物体の所与の温度を、熱画像データ内の所与の強度に関連付けることが可能になる。言い換えれば、ある物体の所与の温度が、熱画像データのダイナミックレンジの中の所与の値または所与の区間に変換される。これによって、熱画像データの簡潔な再分布が達成され得る。
【００１１】
用語「熱画像システム」は、熱画像を捕捉するように適合されたシステムとして理解されるべきである。例えば、熱画像システムは、熱画像を捕捉する装置を備え得る。熱画像システムは、熱画像を表示するように用意されたディスプレイをさらに備え得る。熱画像を捕捉するための装置は、サーマルカメラまたは赤外線カメラと呼ばれ得る。
【００１２】
用語「コントラスト」は、色の差異、例えばグレースケールといった色の色調の差異、または熱画像の色表現の部分間の差異として理解されるべきである。用語「局所コントラスト」は、ある画像の所与のエリア内の異なる特性間の強度の差異として、さらに理解され得る。該エリアは、熱画像全体、または熱画像の一部分であり得る。
【００１３】
用語「熱特性」は、あるクラスの物体に関する、所与の熱放射の放出といった、特徴的な性質または品質のこととして解釈されるべきである。言い換えれば、熱特性は、熱画像中の人間、動物または他のタイプの物体といった、あるクラスの物体を区別する助けとなる特質または特徴として理解され得る。
【００１４】
用語「再分布関数」は、本明細書においては、熱画像データの強度分布を変更するために、該熱画像データに適用され得る関数として理解されるべきである。これによって、熱画像データは、所望の分布を得るために再分布されてよい。言い換えれば、再分布関数は、画像が所望の分布を得るように強度値を変えることによって、該画像のダイナミックレンジ及び／またはコントラストを変更する技法として解釈されるべきである。
【００１５】
用語「較正された」は、検出された熱放射強度と、あるクラスの物体の温度とを結び付けること、としてさらに理解されるべきである。熱画像システムは、全温度範囲の少なくとも一部において絶対較正されていてよく、該一部は該クラスの物体の熱特性を含んでいてよい。代替方法では、熱画像システムの全温度範囲が絶対較正されていてよい。
【００１６】
再分布関数は、熱画像の、該クラスの物体に関する部分内で局所コントラストが強調されるように用意されてよい。該クラスの物体用の局所コントラストは、さらに、該クラスの物体の特性の識別の改善が達成され得るように強調されてよい。
【００１７】
第１の強度分布は、第１のダイナミックレンジを有し得、再分布は、第１のダイナミックレンジよりも小さい第２のダイナミックレンジを第２の強度分布が有するように、熱画像データを変えることをさらに含む。熱画像データの変更は、例えば、熱画像データの歪み調整、ゲイン調整、オフセット調整、及び／またはシフト調整を含み得る。
【００１８】
用語「ダイナミックレンジ」は、本明細書では、可能最大値と可能最小値の間の比率として理解されるべきである。これらの値は、熱画像のピクセルマトリクスで表され得る。これらの値は、グレースケールといった、可変量のレベルを表し得る。
【００１９】
熱画像データの変更は、該熱画像データが再分布された後に実施され得る。熱特性を有する該クラスの物体に関する情報の損失は、これによって、ダイナミックレンジが縮小するにつれて軽減され得る。該クラスの物体の熱特性に関する再分布された熱画像データの少なくとも一部は、これによって、該熱画像内に効率的に提示され得る。
【００２０】
熱特性は、熱範囲または熱価であり得る。言い換えれば、関心対象物に関する温度または温度範囲は、これによって、再分布関数のベースとして用いられ得る。こうして、熱放出に基づいてあるクラスの物体の熱画像内の局所コントラストを強調し得る、簡潔で効率的な方法が提供される。
【００２１】
再分布関数は、熱範囲または熱価に対して中央配置されても既定のオフセットがなされてもよい。熱画像データの再分布は、これによって、該クラスの物体に関する熱範囲または熱価において効率的に実施され得る。該熱範囲または該熱価における、またはその周辺の局所コントラストは、これによって、該クラスの物体に関して強調され得る。
【００２２】
代替方法では、熱画像データの再分布は、熱範囲または熱価への既定のオフセットを考慮に入れてよい。該クラスの物体の知覚された温度に影響し得る、天候の変化といった環境変化は、これによって考慮に入れられ得る。こうして、シーンにおける環境が変化したとしても、該熱範囲における、またはその周辺の、強調された局所コントラストが得られてよい。
【００２３】
再分布関数は、絶対較正された熱画像システムによって熱画像データが捕捉される前に、既定であってよい。したがって、熱画像の捕捉に先立って既知であった、あるクラスの物体の熱特性に関する知識が、該クラスの物体の熱画像内の局所コントラストを強調するために用いられ得る。熱画像内の該クラスの物体の検出性の改善を提供する簡潔で信頼性の高い方法が、これによって提供される。
【００２４】
再分布関数は、熱範囲または熱価に対して中央配置されても既定のオフセットがなされてもよく、中央配置とオフセットは第１の強度分布に基づく。例えば、第１の熱画像の、第１の強度分布内である背景または物体からの熱放出は、これによって、補償され得る。
【００２５】
熱画像データは、ヒストグラムとして表され得る。
【００２６】
絶対較正は、温度対強度の較正であり得る。
【００２７】
再分布関数は、ヒストグラム平坦化関数であり得る。ヒストグラム平坦化関数は、例えば、変換関数を形成するための熱特性に関する熱画像データ及び情報を含む、累積、即ち合計ヒストグラムを用いて、熱画像データ、即ちピクセル強度値を、均等に再分し得る。当業者は、ヒストグラム平坦化関数は、種々の形態であり得ることを理解している。
【００２８】
方法は、連続した熱画像を捕捉する前に、絶対較正された熱画像システムによって第１の熱画像に対して実施され得る。これによって、方法は、ビデオストリーム内のようなリアルタイムのイメージングを可能にする。
【００２９】
本発明の第２の態様による、装置が提供される。本装置は、絶対較正された熱画像システムによって捕捉された熱画像データを保存し、熱特性に基づく既定の再分布関数を保存するように用意されたメモリと、該既定の再分布関数を用いて、該クラスの物体の局所コントラストが強調されるように、第１の強度分布を有する熱画像データを第２の強度分布に再分布するよう用意されたプロセッサとを備える。
【００３０】
プロセッサは、再分布された熱画像データを熱画像として出力するように、さらに用意され得る。
【００３１】
本装置は、熱センサをさらに含み得る。
【００３２】
本装置の機能及び利点は、本方法に関連して上述されている。上述した特徴は、適用できる場合には、この第２の態様にも適用される。無用な繰り返しを避けるため上述を参照する。
【００３３】
本発明は、特許請求の範囲に記載されたすべての可能な特徴の組み合わせに関連することに留意されたい。
【００３４】
本発明のこれらの態様及び他の態様を、本発明の実施形態を示す添付の図面を参照しながら、さらに詳細にここで説明する。図面に示すように、レイヤーと領域のサイズは図示目的のために誇張され、本発明の実施形態の一般構造を示すために提供されている。類似の参照番号は、全体を通して類似の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】あるシーンの熱画像を表す。
【図２】図１の熱画像を形成する熱画像データを、ヒストグラムの形態で示す。
【図３】該熱画像データを、再分布後の、第２のヒストグラムの形態で示す。
【図４】再分布された熱画像データに関するシーンの、別の熱画像を示す。
【図５】熱特性を有するあるクラスの物体の熱画像内の局所コントラストを強調する方法を示す。
【図６】熱画像内の局所コントラストを強調する装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
これより、本発明の現時点で好ましい実施形態を示す添付図面を参照して、本発明を以下により詳細に説明する。しかしながら本発明は多くの異なる形態で実施されることができ、本明細書で説明される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく、これらの実施形態はむしろ、本開示が包括的で完全となるように提供されており、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるためのものである。
【００３７】
以下に記載する物体は、熱特性を有するあるクラスの物体の熱画像内の局所コントラストを強調する方法２００（図５参照）を示すためのものである。より具体的には、方法２００は、図１〜４に関連して示されるように、例えば熱画像１００内の人間の、検出及び識別の改善を可能にする。
【００３８】
熱画像システムで捕捉されたあるシーンの熱画像１００を、図１に示す。熱画像１００は、デジタル画像である。熱画像１００は、ガレージ１１０及び車１１２で例示されるように、複数の物体１０８が検出され得る、あるシーンを示している。クラスの物体１１４は、この例では、人間である。この目的に向けて、物体１１４はさらに熱画像１００内に現れるが、物体１１４は熱画像１００から明確に識別可能でない可能性がある。しかし物体１１４は、該熱画像の閲覧者にとっては人間に類似しており、説明上、物体１１４は破線の輪郭を有する人間として示されている。
【００３９】
該クラスの物体は、他の実施形態では、動物、乗物、建物など、または、人間の顔や乗物の一部といった特定の独特の物体であってよい。この目的に向けて、この例における熱特性は、人間の体温に関する熱放出強度であるとして理解されるべきである。該熱特性は、人間の体温であり得る。人間の体温は、例えば３６．５°Ｃ〜３７．５°Ｃの範囲であり得る。しかし、人間の皮膚の温度はより低く、放出される熱放射強度は、衣服によってさらに低減される。したがって、人間からの熱放射は、例えば天候状態及び／または衣服に応じて３０°Ｃ〜３５°Ｃの範囲であり得る。
【００４０】
方法２００は、絶対較正された熱画像システムによって捕捉された熱画像データ１０２を提供２０２する動作を含む。図２は、熱画像１００が形成される元である熱画像データ１０２を示す。該熱画像データは、第１の強度分布１０３を有する。該熱画像データ１０２はヒストグラム１０４として示されており、ヒストグラム１０４は、熱画像システムの検出範囲内の特定の検出強度を有する熱画像データ１０２内に、カウントとも呼ばれるデータポイントの数を表示している。
【００４１】
データポイントの数は、例えば、所与の強度の検出強度を有する熱画像１００内のピクセルの数と同じであり得る。他の実施形態では、複数のピクセルがビニングされてよい。
【００４２】
本明細書では、ダイナミックレンジは、熱画像システムによって検出された、最大可能強度値と最小可能強度値との間の比として理解されるものである。熱画像システムのダイナミックレンジは、熱画像システムによって検出され得る強度の範囲によって、設定され得る。ダイナミック比は、複数のレベル１０６にさらに分割され得る。熱画像１００内では、レベル１０６は、グレースケールの種々の値に対応し得る。
【００４３】
熱画像１００及び／またはヒストグラム１０４は、フルダイナミックレンジを含んでいてもよく、ダイナミックレンジの一部を含んでいてもよい。複数の強度値がレベル１０６の範囲内に収まり得るように、レベル１０６はさらにビニングされ得る。この目的に向けて、例えば１といった最小レベルは黒色に対応し得、例えば１６３８４といった最大レベルは白に対応し得、中間のレベル（複数）は種々の色調のグレーに対応し得る。ダイナミックレンジは以下では１４ビットであり、１６３８４個のレベル１０６に対応する。しかし、他の実施形態では、ダイナミックレンジは異なり得る。例えば、ダイナミックレンジは、それぞれ４０９６個及び２５６個のレベルに対応する、１２ビットまたは８ビットを含んでいてよい。
【００４４】
再び図２を参照すると、熱画像データ１０２の第１の強度分布１０３は、強度の低い部分においては、シーン内の複数のソースからの熱放出に対応する幅広いピーク１０５を含む。ダイナミックレンジ内の強度の高い部分において、第１の強度分布１０３の狭いピーク１０７がさらに見られ得る。それによって、狭いピーク１０７は、シーン内の、大部分のソースよりも高い温度を有するソースからの熱放出に対応する。
【００４５】
以下で、熱画像１００内に存在し得る人間の検出及び識別の改善を達成するために、方法２００が熱画像データ１０２に適用される。方法２００は、熱画像１００内の関心対象物が特定の熱特性を有し得、該熱特性が、該熱画像の内容を再分布するベースとして使用され得、それによってクラスの物体の局所コントラストが強調され得る、という洞察に基づく。この洞察に基づいて、方法２００は、第１の強度分布１０３を有する熱画像データ１０２の、熱特性に基づいた、図３に示す第２の強度分布１１８への再分布２０４の動作を含む。より具体的には、熱画像データ１０２の再分布２０４は、該熱特性に基づく既定の再分布関数を用いて達成される。したがって、該熱特性に関する情報は、該既定の再分布関数を形成するために用いられ得る。再分布関数は、以下でさらに記載されるように、例えばヒストグラム平坦化関数であり得る。
【００４６】
熱特性は、所与のクラスの物体に関する熱放射の既知の放出として理解され得る。人間に関しては、熱特性は、人間の体温に関する熱範囲または熱価であり得る。該熱範囲及び該熱価は、例えば、それぞれ３０〜３５°Ｃ、または３５°Ｃであり得る。
【００４７】
方法２００は、あるシーン内の物体１０８の所与の温度が、熱画像データ１０２内の所与の熱放出強度に関連付けられ得ることをもたらした、絶対較正された熱画像システムをさらに活用する。検出された熱放射と温度との間の単純な対応が、絶対較正された熱画像システムを用いることによって提供され得る。それによって、人間の熱特性といった既知の温度は、熱画像データ１０２のダイナミックレンジ内の、所与の値または値の区間、即ちレベルまたはレベルの範囲、に変換できる。
【００４８】
人間の熱範囲に対応するレベルが、人間の特性である３０〜３５°Ｃの温度範囲に対応するΔ物体によって図２に示されている。この温度範囲の結果として、使用されている熱画像システムの特定のセットのパラメータに関して、レベル１４３３６が中央に来るように、Δ物体の範囲が配置される。レベル１４３３６は、１４ビットのダイナミックレンジの上限付近で発生する。
【００４９】
図３は、熱画像データ１０２を第２のヒストグラム１１６の形態で示す。熱画像データ１０２は、第２の強度分布１１８を有している。熱画像データ１０２は、今や、熱画像データ１０２に既定の再分布関数を適用することによって再分布され、それによって所与の強度レベルにおけるカウントの分布が変更されている。これによって、第２のヒストグラム１１６の熱画像データ１０２はシフトされ、３０〜３５°Ｃの温度範囲に対応する、第２の強度分布１１８のΔ’物体のレベルの範囲は、今はレベル８１９２で中央配置されている。したがって、該熱画像データは、熱画像データ１０２を再分布することによって、該熱特性を有するクラスの物体の局所コントラストが強調されるように、変更され得る。言い換えれば、該クラスの物体に関する該熱画像データの部分１０７は、熱画像システムのダイナミックレンジの中央に移動される。これによって、関心物体の検出の改善が、達成され得る。
【００５０】
既定の再分布関数は、熱範囲が、より多数のレベルであるΔ’物体（即ちΔ’物体＞Δ物体）にわたって分布するように、熱画像データをさらに引き伸ばし得る。該クラスの物体に関する、強度、即ち温度の局所的変化に対応する特徴部１２０が、これによって解像され得る。こうして、熱画像の、該クラスの物体に関する部分内で、局所コントラストが強調される。
【００５１】
例えば人間からの熱放出といった熱特性に基づいて熱画像データを再分布することによって、例えば３０〜３５°Ｃといった関係する温度範囲は、再分布された熱画像内に存在する。その一方、例えばシーン内の空や野原の温度といった、関心がなくてよい他の温度範囲は、除去され得る。したがって、あるシーンにおいて人間及びその挙動を検出及び識別する可能性を増大する、人間の熱特性内及びその付近における、細部の強調が得られてよい。
【００５２】
方法２００は、再分布された熱画像データ１０２を熱画像３００として出力２０６することをさらに含む。熱画像３００は、図４に示されている。熱画像３００は、図１と同じシーンを示している。車庫１１０及び車１１２で例示されるように、複数の物体１０８が、引き続き検出されてよい。方法２００の結果として、物体１１４は今は熱画像３００内に人間として現れ、人間１２２の輪郭を有する実線で示される。人間１２２の個別の特性が、さらに識別され得る。熱画像１００と熱画像３００を比較することによって、方法２００によってもたらされた熱画像データ１０２の再分布が、人間、即ち所望のクラスの物体１１４の局所コントラストを強調したことが、こうして示される。強調された局所コントラストによって、物体の分類を改善し得る、物体の検出及び／または識別の改善が可能になる。局所コントラストを改善することにより、人物によって運搬される道具、武器及び他の物体は、さらに容易に識別され得る。
【００５３】
上記の例では、図１の熱画像１００を提供した後に、方法２００が熱画像データ１０２に適用された。しかし、方法２００が、熱画像１００を提供する前に熱画像データ１０２に適用され得ることは、留意されるべきである。したがって、再分布された熱画像データ１０２は、以前の熱画像をあらかじめ提供することなしにクラスの物体の局所コントラストが強調された、熱画像３００として出力され得る。
【００５４】
方法２００は、熱画像に関してさらに開示された。他の実施形態では、本方法は、熱映像にも適用され得る。したがって、方法２００がリアルタイムで実施されるように、再分布２０４は自動化され得る。
【００５５】
上記のように、既定の再分布関数は、ある熱範囲またはある熱価において、中央配置され得る。
【００５６】
該熱価は、人間の体温ＴＨに対応し得る。ＴＨは、例えば３０または３５°Ｃであり得る。熱範囲は、例えば、ＴＨ−１．８ΔＴ≦ＴＨ≦ＴＨ＋０．５ΔＴであり得る（ΔＴ＝２°Ｃ）。
【００５７】
代替方法では、既定の再分布関数は、熱範囲または熱価に対して中央配置されても既定のオフセットがなされてもよい。天候状態の変化といった環境の変化は、熱放出が検出される強度に影響し得る。したがって、あるクラスの物体の認識された温度のシフトが考慮に入れられてよい。これによって、該シーンの環境が変化したとしても、該熱範囲またはその周辺において強調された局所コントラストが得られてよい。温度のシフトは、例えば±２°Ｃであり得る。
【００５８】
再分布関数は、さらに、第１の強度分布に基づく中央配置またはオフセットで、熱範囲または熱価に対して中央配置されても既定のオフセットがなされてもよい。これによって、例えば第１の熱画像の第１の強度分布内の背景または物体からの熱放出が考慮に入れられてよく、それによってこのクラスの物体のコントラストは最適化される。
【００５９】
ある実施形態によると、熱画像システムによって検出された最大熱放出値及び最小熱放出値が、ダイナミックレンジを設定するために用いられ得る。したがって、熱画像データはダイナミックレンジ全体にわたって分布し得る。熱画像データは、さらに、この熱特性に関する熱範囲または熱価がダイナミックレンジの中央になるように、中央配置され得る。１４ビットのダイナミックレンジの場合、該中央配置は、ダイナミックレンジのレベル８１９２においてであり得る。
【００６０】
再分布関数は、熱画像データの種々の部分、即ち種々のレベルの範囲が、種々の範囲にシフト及び／または再分布されるような、複数ピーク関数であり得る。したがって、再分布関数は、ダイナミックレンジ内の種々の範囲または値に、種々の態様で影響し得る。例として、あるシーンが、１８〜２４°Ｃの温度に対応する支配的である熱放出と、３０〜３８°Ｃの温度を有する物体からの熱放出と、１８°Ｃ未満である背景の熱放出とを含むと仮定する。絶対較正された熱画像システムのダイナミックレンジは、１４ビットであると仮定されている。
【００６１】
該シーンで人間を検出及び識別する目的で、上記の方法２００が用いられ得る。次に、関数は、人間の顔からの既知の熱放出に基づき得る。言い換えれば、この熱特性は３４°Ｃの温度、即ち上記の３０〜３８°Ｃの温度範囲内であり得る。さらに該関数は、１８〜２４°Ｃの温度範囲が、ダイナミックレンジの１〜８１９２のレベルにわたって分布するようにして用意され得る。さらに、範囲３０〜３８°Ｃは１０２４０〜１４３３６のレベルにわたって、また範囲２４〜３０°Ｃは８１９２〜１０２４０のレベルにわたって、分布され得る。さらに、１８°Ｃ未満の熱放出は、捨象されてよく、即ち、方法２００によって提供される熱画像には表現されない。該関数は、これによって、区間２４〜３０°Ｃの重みが減少し、一方で範囲３０〜３８°Ｃの重みが増大する、熱画像データの分布を提供する。これによって、３０〜３８°Ｃの範囲内にある物体の、強調された局所コントラストは改善され、それによって人間の体温に基づいた人間の検出及び／または識別が改善される。熱画像内の該クラスの物体の検出性の改善を提供する簡潔で信頼性の高い方法が、これによって提供される。
【００６２】
再分布関数は、ヒストグラム平坦化関数であり得る。当業者は、ヒストグラム平坦化関数は、種々の形態であり得ることを理解している。ヒストグラム平坦化関数は、例えば、第１の分布を有する熱画像データを、第２の分布を有する熱データへとマッピングする、非線形及び非単調の変換関数を含み得る。したがって、ヒストグラム平坦化関数は、例えば熱画像のピクセルの強度値に対応する強度といった熱画像データの強度分布を、熱画像として出力されるべき熱画像データの表現が、ピクセル強度のより均一な分布を含むように、即ち、あるクラスのオブジェクトのヒストグラム内で、より広い強度値の分布を有するように、再分布し得る。より広い強度分布は、例えば、該クラスの物体の熱特性によって与えられる温度区分の局所コントラストを改善する、ほぼフラットなヒストグラムを形成し得る。言い換えれば、ヒストグラム平坦化関数は、熱特性に基づいて、あるクラスの物体の細部強調機能（ｄｅｔａｉｌ  ｅｎｈａｎｃｅｒ）として見られてよい。
【００６３】
上記の記載では、第１の強度分布及び第２の強度分布が、同じダイナミックレンジを有するとして開示された。代替方法では、第１の強度分布は第１のダイナミックレンジを有し得、第２の強度分布は、第１のダイナミックレンジよりも小さい第２のダイナミックレンジを有し得る。したがって、方法２００の再分布２０４は、第２の強度分布が達成されるように熱画像データを変更することをさらに含み得る。熱画像システムは、例えば、検出されデジタル化された熱放出の１４ビット（１６３８４個のレベル）の量子化で、熱画像を捕捉し得る。したがって、１６３８４個のレベルのダイナミックレンジを有する、グレースケール画像が提供され得る。ダイナミックレンジは、例えば、８ビットの画像または映像フォーマットで与えられている２５５個のグレーのレベルに減らされ得る。
【００６４】
熱画像データの変更は、該熱画像データが再分布された後に実施され得る。熱特性を有する該クラスの物体に関する情報の損失は、これによって、軽減され得る。
【００６５】
以下で、熱特性を有するあるクラスの物体の熱画像内の局所コントラストを強調する装置４００が開示される。装置４００は、絶対較正された熱画像システムによって捕捉された熱画像データを保存するように用意された、メモリ４０２を備える。メモリ４０２は、熱特性に基づく既定の再分布関数を保存するように、さらに用意される。装置４００は、第１の強度分布を有する熱画像を、該クラスの物体の局所コントラストが強調されるように、既定の再分布関数を用いて第２の強度分布に再分布するように用意された、プロセッサ４０４をさらに備える。さらに、プロセッサ４０４は、再分布された熱画像データを熱画像として出力するように用意され得る。
【００６６】
熱放出は、１〜１００００μｍの波長を有する電磁波の放射である。したがって、ある物体からの熱放射は、電磁スペクトルの一部である赤外線（ＩＲ）であってよい。熱放出は、さらに、約０．７〜１．５μｍの範囲の近赤外線、約３〜５μｍの中波長赤外線ＭＷＩＲ、８〜１４μｍの長波長赤外線ＬＷＩＲであってよい。
【００６７】
本装置は、熱放出を、熱画像データが提供される元となり得る電気信号に変換するように用意された、熱センサ４０６をさらに備え得る。熱センサは、通常、ＭＷＩＲの範囲で動作する冷却型熱センサであるか、または、通常ＬＷＩＲの範囲で動作する非冷却型熱センサであり得る。
【００６８】
熱センサ４０４は、サーマルカメラの一部を形成し得る。さらに、サーマルカメラはネットワークサーマルカメラであり得る。
【００６９】
装置４００は、ＡＲＴＰＥＣ−４といったエンコーダ４０８をさらに含み得る。装置は、それによって、例えば熱画像データを含むデータストリームの圧縮を提供し得る。装置４００は、Ｈ．２６４、ＭＰＥＧ−４、及びＭｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧでビデオストリームを提供する、圧縮をさらに提供し得る。
【００７０】
装置４００の機能及び利点は、方法２００に関連して上述されているものと同じである。したがって、上記の諸特徴は、該当可能な場合、装置４００にもまた該当する。
【００７１】
当業者は、本発明がいかなる意味においても、上述した好ましい実施形態に限定されないことを理解するであろう。むしろ、添付の特許請求項の範囲内で多くの修正例及び変形例が可能である。例えば、ダイナミック比の複数のレベルは、疑似カラースケールまたはカラースケールの種々の値と対応し得る。それぞれの色またはニュアンスは種々の温度を表現し得、通常は、白及び赤はより高温であり、緑、青及び紫はより低温である。
【００７２】
さらに、開示された実施形態の変形例は、図面、開示内容、及び添付の特許請求項の精査に基づいて、本願の発明を実施する際に当業者によって理解され実行されることが可能である。「含む」という語は他の要素またはステップを除外するものではなく、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」などの不定冠詞は複数を除外しない。ある特定の手段が互いに異なる従属請求項において記されるという事実は、これらの手段の組み合わせが使用され得ないとういことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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