MLX90640 红外热成像仪测温模块开发笔记(五)

发布于 2022-7-25 09:49
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MLX90640 红外热成像仪测温模块开发笔记(五)阵列插值-由 3224 像素到 512384 像素

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MLX90640 的 3224=768 像素虽然比以往的 88 或者 168 像素提高了很多,但若直接用这些像素还是不能很好的形成热像图,为了使用这些像素点平滑成像就需要对其进行插值,使用更多的像素来绘制图像。
看了一些别人的算法,感觉主要就是多项式插值,仅是插值方法的组合方式不同。
算法依据
比较有代表性的是杭州电子科技大学杨风健等《基于 MLX90620 的低成本红外热成像系统设计》,使用三次多项式+双线性插值,将原 16
4 像素扩展为 256*64 像素。双线性插值的本质就是一次函数(一次多项式)。该文章得到的结论是:
(1) 双线性插值法计算量小、速度快,但对比度低、细节模糊。
(2) 三次多项式插值,图像效果较清晰,对比度较高,但计算量较大。
(3) 先双线性插值再三次多项式插值,效果优于上两种单一插值方法。
(4) 先三次多项式插值再双线性插值,高低温分布更加明显,图像效果更接趋于真实。同时,该文章还使用了一种对图像质量的评估方法—熵&平均梯度
熵,热力学中表征物质状态的参量之一,用符号 S 表示,其物理意义是体系混乱程度的度量。用于图像评价表示图像表达信息量的多少。图像熵越高信息量越大。
平均梯度,指图像的边界或影线两侧附近灰度有明显差异,即灰度变化率大,这种变化率的大小可用来表示图像清晰度。它反映了图像微小细节反差变化的速率,即图像多维方向上密度变化的速率,表征图像的相对清晰程度。值越大表示图像越清晰。

插值实现
每行或者列的首个像素在前面插值 2 个点
1~n-1 像素,每个像素后面插值 3 个点最后一个像素,在后面插值 1 个点
n+2+(n-1)3+1=n+2+n3-13+1=4n+2-3+1=4n,即:像素变为原来的 4 倍
上面的处理方法,首个像素之前插入 2 个点,最后一个像素之后插入 1 个点,下次插值
时,应首个之前插值 1 个点,末个像素之后插值 2 个点,以达到图像平衡。
每次插值后像素为插值前的 4 倍,经过两次插值,即可将 32
24 改变为 512384 像素。下面是已经实际使用的插值算法,不过是用 Pascal(Delphi)写的,有兴趣的可以改为
C 语言的,语句对应直接改就行,语言本来就是相通的嘛。
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//这是一维数组插值算法
//SourceDatas:TDoubles;插值前的一维数组
//Dir:Integer;在哪个方向和末尾插入 2 个值(0:前面;1:末尾)
//times:Integer 多项式的项数,一次多项式是 2 项,二次多项式是 3 项
//返回值:插值后的一维数组(数量是插值前
4) function PolynomialInterpolationArr(
SourceDatas:TDoubles; Dir:Integer;
times:Integer):TDoubles;//一维数组插值
var
i,j,k:Integer;
arrCount:Integer;

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