TWI898925B - 溫度檢測裝置及方法 - Google Patents

Abstract

一種溫度檢測裝置及方法。該裝置擷取一物體的一影像以及一熱影像。該裝置基於該影像，判斷該物體在該影像中的一第一輪廓。該裝置將該影像中的該第一輪廓疊合至該熱影像，以產生該熱影像中的一第二輪廓。該裝置基於該熱影像在該第二輪廓內的複數個溫度值，產生該物體的一溫度記錄。

Description

溫度檢測裝置及方法

本揭露有關於一種溫度檢測裝置及方法，特別是有關於一種基於影像的溫度檢測裝置及方法。

溫度檢測技術應用在許多場域中，舉凡設備維護、系統監測、故障偵測等作業環節皆需要透過溫度檢測來完成。

然而，現有技術須仰賴人員手持溫度測量儀量測溫度、判讀數據並記錄溫度讀數，高度仰賴人力操作導致營運成本過高且可能發生誤判。

有鑑於此，如何提供可靠且具有高效率的溫度檢測技術，乃業界亟需努力之目標。

為了解決上述問題，本揭露提出一種溫度檢測裝置，包含一相機以及一處理器。該相機用以擷取一物體的一影像以及一熱影像。該處理器耦接該相機，用以執行以下運作：基於該影像，判斷該物體在該影像中的一第一輪廓；將該影像中的該第一輪廓疊合至該熱影像，以產生該熱影像中的一第二輪廓；以及基於該熱影像在該第二輪廓內的複數個溫度值，產生該物體的一溫度記錄。

本揭露還提供一種溫度檢測方法，適用於一電子裝置，其步驟包含：擷取一物體的一影像以及一熱影像；基於該影像，判斷該物體在該影像中的一第一輪廓；將該影像中的該第一輪廓疊合至該熱影像，以產生該熱影像中的一第二輪廓；以及基於該熱影像在該第二輪廓內的複數個溫度值，產生該物體的一溫度記錄。

應該理解的是，前述的一般性描述和下列具體說明僅僅是示例性和解釋性的，並旨在提供所要求的本揭露的進一步說明。

為了使本揭露之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。

請參照第1圖，其為本揭露第一實施方式中溫度檢測裝置1的示意圖。溫度檢測裝置1包含處理器12以及相機14，其中處理器12電性連接相機14。溫度檢測裝置1用以基於物體的影像以及熱影像，紀錄物體的溫度，其中物體可以是設備、設備的元件或其中一部分（例如：繼電器）。

在一些實施例中，處理器12可包含中央處理單元（central processing unit，CPU）、圖形處理器（graphics processing unit，GPU）、多重處理器、分散式處理系統、特殊應用積體電路（application specific integrated circuit，ASIC）和/或合適的運算單元。

相機14用以擷取物體的影像以及熱影像。物體的影像用以顯示物體的外觀，例如：RGB影像、灰階影像、黑白影像、紅外影像。在一些實施例中，影像包含多個用以表示色彩值的像素。熱影像則用以記錄物體本身及周遭的溫度訊號。在一些實施例中，熱影像包含多個用以表示溫度值的像素。

在一些實施例中，相機14包含可同時擷取影像和熱影像的影像擷取電路。在一些實施例中，相機14則包含影像擷取電路以及熱影像擷取電路，影像擷取電路用以擷取影像，熱影像擷取電路用以擷取熱影像。

在一些實施例中，相機14包含用以擷取影像的資料存取電路、攝影機或可以連續拍照之照相機。例如，數位單眼相機（Digital Single-Lens Reflex Camera；DSLR）、數位攝影機（Digital Video Camera；DVC）或近紅外線相機（Near-infrared Camera；NIRC）等。

有關溫度檢測裝置1偵測物體溫度的運作，請參考第2圖，其為本揭露部分實施例中溫度檢測裝置1偵測物體溫度運作的流程圖。

首先，運作OP1中，溫度檢測裝置1拍攝物體的影像以及熱影像。具體而言，相機14擷取物體的影像，其中包含擷取一物體的一影像以及一熱影像。

接下來，運作OP2中，溫度檢測裝置1在影像中辨識物體的位置，並在該位置產生物體的輪廓。具體而言，處理器12基於該影像，判斷該物體在該影像中的一第一輪廓。

接下來，運作OP3中，溫度檢測裝置1將影像中物體的輪廓，疊合在熱影像的對應位置上，以確認物體在熱影像中的輪廓位置。具體而言，處理器12將該影像中的該第一輪廓疊合至該熱影像，以產生該熱影像中的一第二輪廓。

最後，運作OP4中，溫度檢測裝置1基於物體在熱影像中的輪廓位置，記錄物體的溫度。具體而言，處理器12基於該熱影像在該第二輪廓內的複數個溫度值，產生該物體的一溫度記錄。

如此一來，溫度檢測裝置1透過影像辨識出物體的位置，得以在熱影像中確認物體的位置，並且進一步以熱影像中對應位置的溫度值記錄物體的溫度。

在一些實施例中，溫度檢測裝置1辨識出物體位置後，依據特定元件在物體中的相對位置，紀錄該元件的溫度。

具體而言，產生該物體的該溫度記錄的運作進一步包含：處理器12基於該物體的一元件相對位置，自該第二輪廓內的該些溫度值選擇一元件溫度；以及處理器12基於該元件溫度，產生該溫度記錄。

舉例來說，若要偵測位於繼電器右上角的電源開關的溫度，則在辨識出物體位置後，溫度檢測裝置1基於熱影像中物體輪廓（即，第二輪廓）內的溫度值，紀錄電源開關的溫度。

在一些實施例中，溫度檢測裝置1利用機器學習模型在影像中辨識物體的位置，其中該機器學習模型為經過物體影像訓練後的影像辨識模型。具體而言，處理器12利用一影像辨識模型，辨識該影像中的一物體影像；以及處理器12在該物體影像上產生該第一輪廓。

舉例來說，處理器12將物體的影像輸入機器學習模型，則機器學習模型在影像中框選出物體的位置，其中框選的位置即為該物體影像。據此，溫度檢測裝置1則可以進一步在範圍相對較小的物體影像中產生物體的輪廓。

在一些實施例中，在框選出物體影像後，溫度檢測裝置1的處理器12將一輪廓模板疊合至該物體影像以產生該第一輪廓，其中該輪廓模板為預設的物體輪廓，例如：繼電器的外型輪廓。

在某些例子中，溫度檢測裝置1還包含儲存器（未繪示於圖中）電性連接處理器12，並且該儲存器用以儲存輪廓模板。

在一些實施例中，當需要記錄物體的某一個特定區塊、部件的溫度，溫度檢測裝置1透過輪廓模板上的標記確認特定區塊、部件在熱影像中的位置，並進一步記錄對應的溫度。

具體而言，處理器12基於該輪廓模板中的一標記，擷取該些溫度值中對應該標記的一元件溫度；以及處理器12基於該元件溫度，產生該溫度記錄。

請參考第3圖，其為本揭露部分實施例中輪廓模板TP以及標記MK的示意圖。輪廓模板TP為物體的外型輪廓，而標記MK則標示出物體的某個特定區塊、部件。舉例來說，監測繼電器的溫度時，繼電器的某個電線接點容易因為脫落導致發熱。因此，繼電器的輪廓模板TP中以標記MK標示出電線接點在繼電器中的相對位置（如第3圖所繪示的右側位置），當溫度檢測裝置1以輪廓模板TP在熱影像中框定出物體的位置時，則可以快速地確認電線接點的位置，並據以記錄、監控電線接點的溫度。

在一些實施例中，為了節省運算資源，在判斷物體在影像中的輪廓（即，第一輪廓）前，溫度檢測裝置1先判斷影像中是否已清晰拍攝到物體。在確認影像中的物體影像具有一定的完整性、清晰度後，才執行後續的輪廓判斷運作；反之，若影像中的物體影像不完整、模糊，甚至未拍攝到物體，則不執行後續的輪廓判斷運作。

具體而言，處理器12基於一輪廓模板，計算該影像和該輪廓模板之間的一相似度；以及響應於該相似度低於一閾值，處理器12不判斷該物體在該影像中的該第一輪廓。

舉例來說，溫度檢測裝置1透過自動光學檢查（Automated Optical Inspection；AOI），利用物件輪廓或預先取得的物件影像比對相機14所拍攝的影像，並計算兩者的相似度。相似度表示影像中具有物件的可信度，亦可以表示影像所拍攝到物體的清晰度和/或完整性。據此，溫度檢測裝置1得以透過判斷相似度是否超過閾值（例如：80%）來決定是否執行後續運作以增加運算效率。

在一些實施例中，溫度檢測裝置1還提供一使用者介面，用以提示使用者調整相機14的拍攝方向，並且使擷取到的影像及熱影像得以完整地呈現物體。

具體而言，判斷該物體在該影像中的該第一輪廓的運作進一步包含：處理器12顯示一使用者介面，其中該使用者介面包含該影像以及一輪廓模板；以及處理器12接收對應該使用者介面的一操作輸入，調整該相機拍攝該影像的一視角以判斷該第一輪廓。

請參考第4圖，其為本揭露部分實施例中使用者介面UI的示意圖。如圖所示，使用者介面UI包含相機14擷取的即時影像IMG以及疊合在影像IMG上的輪廓模板TP。透過使用者介面UI，使用者可以基於輪廓模板TP比對是否有完整拍到物體OBJ。

進一步地，使用者介面UI還包含操作區PD，使用者可以透過和操作區PD的按鍵互動（即，該操作輸入），調整相機14的視角、變焦。據此，使用者可以基於使用者介面UI移動相機14視角及縮放影像，並將物體OBJ置於輪廓模板TP的位置。

除此之外，溫度檢測裝置1還可以在影像IMG中辨識物體OBJ可能出現的位置，使用者介面UI中提示使用者以操作相機14的視角及變焦。

具體而言，判斷該物體在該影像中的該第一輪廓的運作進一步包含：處理器12基於該影像，計算該物體位於該影像中的一區塊；以及處理器12在該使用者介面中顯示一指示以引導一使用者將該輪廓模板移動至該區塊。

如第4圖所示，溫度檢測裝置1在影像IMG中辨識出物體OBJ可能出現在區塊OA中後，則在使用者介面UI中顯示指示IT以提示使用者將相機14的視角向右上方調整，並放大影像IMG以使影像IMG中的物體OBJ能夠和輪廓模板TP疊合。在一些實施例中，溫度檢測裝置1可以利用影像辨識模型在影像IMG中辨識物體OBJ並產生區塊OA。

在一些實施例中，溫度檢測裝置1還包含一顯示螢幕以顯示使用者介面UI。

在一些實施例中，溫度檢測裝置1還可以透過定位訊號選擇所需的輪廓模板TP。

具體而言，處理器12基於對應該溫度檢測裝置的一定位資訊，自複數個候選模板中選擇其中之一作為該輪廓模板。

舉例來說，溫度檢測裝置1透過定位資訊確認自身位於機房。進一步地，溫度檢測裝置1選擇該機房中設置的繼電器的輪廓模板，並據以執行前述運作。

在一些實施例中，當相機14分別以影像擷取電路擷取影像，並以熱影像擷取電路擷取熱影像時，為了確認影像及熱影像之間的相對位置關係，溫度檢測裝置1基於影像擷取電路和熱影像擷取電路之間的相對位置，將影像中的第一輪廓疊合在熱影像中。

具體而言，將該影像中的該第一輪廓疊合至該熱影像的運作進一步包含：處理器12基於該影像擷取電路以及該熱影像擷取電路之間的一相對位置關係，決定該第一輪廓在該熱影像中的一位置；以及處理器12將該第一輪廓疊合至該位置作為該第二輪廓。

在一些實施例中，相機14擷取熱影像時，將先量測環境中的熱訊號，後續再針對熱訊號進行正規化以計算對應熱影像中各個像素的溫度值。

具體而言，處理器12在該熱影像中的複數個熱訊號中擷取一最高熱訊號以及一最低熱訊號；以及處理器12基於該最高熱訊號以及該最低熱訊號，對該些熱訊號正規化以產生該些溫度值。

綜上所述，本揭露所提出的溫度檢測裝置1可以透過在影像中辨識物體的位置，再進一步於熱影像中對應位置取得並記錄物體的溫度。如此一來，結合了在影像中辨識物體的功效，以及熱影像中記錄的溫度，溫度檢測裝置1得以自動地記錄物體的溫度而不需要人工操作。此外，溫度檢測裝置1還可以基於物體的輪廓匹配其於影像中的位置，並確認特定元件的位置並記錄其溫度。進一步地，溫度檢測裝置1還包含使用者介面提供使用者操作以調整相機14的視角和變焦。

請參考第5圖，其為本揭露第二實施方式中溫度檢測方法200的流程圖。溫度檢測方法200包含步驟S201至S204。溫度檢測方法200用以基於物體的影像以及熱影像，紀錄物體的溫度，其中物體可以是設備、設備的元件或其中一部分（例如：繼電器）。溫度檢測方法200可由一電子裝置執行（例如：第一實施方式中的溫度檢測裝置1）。

在一些實施例中，該電子裝置包含一相機（例如：第一實施方式中的相機14）以及一處理器（例如：第一實施方式中的處理器12）。

首先，步驟S201中，該電子裝置擷取一物體的一影像以及一熱影像。

接著，步驟S202中，該電子裝置基於該影像，判斷該物體在該影像中的一第一輪廓。

接著，步驟S203中，該電子裝置將該影像中的該第一輪廓疊合至該熱影像，以產生該熱影像中的一第二輪廓。

最後，步驟S204中，該電子裝置基於該熱影像在該第二輪廓內的複數個溫度值，產生該物體的一溫度記錄。

在一些實施例中，步驟S202更包含該電子裝置利用一影像辨識模型，辨識該影像中的一物體影像；以及該電子裝置在該物體影像上產生該第一輪廓。

在一些實施例中，在該物體影像上產生該第一輪廓的運作進一步包含該電子裝置將一輪廓模板疊合至該物體影像以產生該第一輪廓。

在一些實施例中，步驟S204更包含該電子裝置基於該輪廓模板中的一標記，擷取該些溫度值中對應該標記的一元件溫度；以及該電子裝置基於該元件溫度，產生該溫度記錄。

在一些實施例中，步驟S202更包含該電子裝置基於一輪廓模板，計算該影像和該輪廓模板之間的一相似度；以及響應於該相似度低於一閾值，該電子裝置不判斷該物體在該影像中的該第一輪廓。

在一些實施例中，步驟S202更包含該電子裝置顯示一使用者介面，其中該使用者介面包含該影像以及一輪廓模板；以及該電子裝置接收對應該使用者介面的一操作輸入，調整該相機拍攝該影像的一視角以判斷該第一輪廓。

在一些實施例中，步驟S202更包含該電子裝置基於該影像，計算該物體位於該影像中的一區塊；以及該電子裝置在該使用者介面中顯示一指示以引導一使用者將該輪廓模板移動至該區塊。

在一些實施例中，溫度檢測方法200更包含該電子裝置基於對應該溫度檢測裝置的一定位資訊，自複數個候選模板中選擇其中之一作為該輪廓模板。

在一些實施例中，步驟S204更包含該電子裝置基於該物體的一元件相對位置，自該第二輪廓內的該些溫度值選擇一元件溫度；以及該電子裝置基於該元件溫度，產生該溫度記錄。

在一些實施例中，該相機包含一影像擷取電路以及一熱影像擷取電路，該影像擷取電路用以擷取該影像，以及該熱影像擷取電路用以擷取該熱影像。

在一些實施例中，步驟S203更包含該電子裝置基於該影像擷取電路以及該熱影像擷取電路之間的一相對位置關係，決定該第一輪廓在該熱影像中的一位置；以及該電子裝置將該第一輪廓疊合至該位置作為該第二輪廓。

在一些實施例中，溫度檢測方法200更包含該電子裝置在該熱影像中的複數個熱訊號中擷取一最高熱訊號以及一最低熱訊號；以及該電子裝置基於該最高熱訊號以及該最低熱訊號，對該些熱訊號正規化以產生該些溫度值。

綜上所述，本揭露所提出的溫度檢測方法200可以透過在影像中辨識物體的位置，再進一步於熱影像中對應位置取得並記錄物體的溫度。如此一來，結合了在影像中辨識物體的功效，以及熱影像中記錄溫度的特性，溫度檢測方法200得以自動地記錄物體的溫度而不需要人工操作。此外，溫度檢測方法200還可以基於物體的輪廓匹配其於影像中的位置，並確認特定元件的位置並記錄其溫度。進一步地，溫度檢測方法200還包含使用者介面提供使用者操作以調整相機的角度和變焦。

雖以數個實施例詳述如上作為示例，然本揭露所提出之溫度檢測裝置及方法亦得以其他系統、硬體、軟體、儲存媒體或其組合實現。因此，本揭露之保護範圍不應受限於本揭露實施例所描述之特定實現方式，當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

對於本揭露所屬技術領域中具有通常知識者顯而易見的是，在不脫離本揭露的範圍或精神的情況下，可以對本揭露的結構進行各種修改和變化。鑑於前述，本揭露之保護範圍亦涵蓋在後附之申請專利範圍內進行之修改和變化。

1:溫度檢測裝置 12:處理器 14:相機 OP1~OP4:運作 TP:輪廓模板 MK:標記 UI:使用者介面 IMG:影像 IT:指示 OBJ:物體 OA:區塊 PD:操作區 200:溫度檢測方法 S201~S204:步驟

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖為本揭露第一實施方式中溫度檢測裝置的示意圖； 第2圖為本揭露部分實施例中溫度檢測裝置偵測物體溫度運作的流程圖； 第3圖為本揭露部分實施例中輪廓模板以及標記的示意圖； 第4圖為本揭露部分實施例中使用者介面的示意圖；以及 第5圖為本揭露第二實施方式中溫度檢測方法的流程圖。

國內寄存資訊（請依寄存機構、日期、號碼順序註記） 無 國外寄存資訊（請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記） 無

1:溫度檢測裝置

12:處理器

14:相機

Claims (9)

1. 一種溫度檢測裝置，包含：一相機，用以擷取一物體的一影像以及一熱影像；以及一處理器，耦接該相機，用以執行以下運作：基於該影像，判斷該物體在該影像中的一第一輪廓；將該影像中的該第一輪廓疊合至該熱影像，以產生該熱影像中的一第二輪廓；以及基於該熱影像在該第二輪廓內的複數個溫度值，產生該物體的一溫度記錄；其中該相機進一步包含：一影像擷取電路，用以擷取該影像；以及一熱影像擷取電路，用以擷取該熱影像；其中將該影像中的該第一輪廓疊合至該熱影像的運作進一步包含：基於該影像擷取電路以及該熱影像擷取電路之間的一相對位置關係，決定該第一輪廓在該熱影像中的一位置；以及將該第一輪廓疊合至該位置作為該第二輪廓。
2. 如請求項1所述之溫度檢測裝置，其中判斷該物體在該影像中的該第一輪廓的運作進一步包含：利用一影像辨識模型，辨識該影像中的一物體影像；以及在該物體影像上產生該第一輪廓。
3. 如請求項2所述之溫度檢測裝置，其中在該物體影像上產生該第一輪廓的運作進一步包含：將一輪廓模板疊合至該物體影像以產生該第一輪廓。
4. 如請求項3所述之溫度檢測裝置，其中產生該物體的該溫度記錄的運作進一步包含：基於該輪廓模板中的一標記，擷取該些溫度值中對應該標記的一元件溫度；以及基於該元件溫度，產生該溫度記錄。
5. 如請求項1所述之溫度檢測裝置，其中判斷該物體在該影像中的該第一輪廓的運作進一步包含：基於一輪廓模板，計算該影像和該輪廓模板之間的一相似度；以及響應於該相似度低於一閾值，不判斷該物體在該影像中的該第一輪廓。
6. 如請求項1所述之溫度檢測裝置，其中判斷該物體在該影像中的該第一輪廓的運作進一步包含：顯示一使用者介面，其中該使用者介面包含該影像以及一輪廓模板；以及接收對應該使用者介面的一操作輸入，調整該相機拍攝該影像的一視角以判斷該第一輪廓。
7. 如請求項1所述之溫度檢測裝置，其中產生該物體的該溫度記錄的運作進一步包含：基於該物體的一元件相對位置，自該第二輪廓內的該些溫度值選擇一元件溫度；以及基於該元件溫度，產生該溫度記錄。
8. 如請求項1所述之溫度檢測裝置，其中該處理器進一步用以執行以下運作：在該熱影像中的複數個熱訊號中擷取一最高熱訊號以及一最低熱訊號；以及基於該最高熱訊號以及該最低熱訊號，對該些熱訊號正規化以產生該些溫度值。
9. 一種溫度檢測方法，適用於一電子裝置，其中該電子裝置包含一相機，其步驟包含：擷取一物體的一影像以及一熱影像；基於該影像，判斷該物體在該影像中的一第一輪廓；將該影像中的該第一輪廓疊合至該熱影像，以產生該熱影像中的一第二輪廓；以及基於該熱影像在該第二輪廓內的複數個溫度值，產生該物體的一溫度記錄；其中該相機進一步包含：一影像擷取電路，用以擷取該影像；以及一熱影像擷取電路，用以擷取該熱影像；其中將該影像中的該第一輪廓疊合至該熱影像的步驟進一步包含：基於該影像擷取電路以及該熱影像擷取電路之間的一相對位置關係，決定該第一輪廓在該熱影像中的一位置；以及將該第一輪廓疊合至該位置作為該第二輪廓。