Thermal Image Processing

Das Forschungsgebiet der Professur DST beschränkt sich nicht nur auf den sichtbaren Wellenlängenbereich (380 - 780 nm). Auch der mittlere Infrarotbereich zwischen 7,5 – 13 µm Wellenlänge ist Gegenstand der Forschung. Die thermische Strahlung wird mit einer Wärmebildkamera erfasst und in Bilddaten konvertiert. Dieser Vorgang wird als Thermografie bezeichnet. Da die Darstellung von Objekten und Personen sich deutlich von z.B. monochromen Kameras oder RGB-D Kameras unterscheidet, müssen auch die Algorithmen für die Bildverarbeitung neu konzipiert bzw. angepasst werden.

Abb 1: Sensorsystem aus Wärmebildkamera und RGB-D Kamera

Im Rahmen von Forschungsprojekten wurden RGB-D Kameras zu Wärmebildkameras kalibriert, um ein gemeinsames Koordinatensystem zu bestimmen. Darauf aufbauend ist eine Pixel-zu-Pixel Zuordnung der beiden Kamerasysteme möglich.

Abb 2: Kalibriertarget mit Kreismuster

Da die Standard-Targets mit Schachbrettmuster nur unzureichend im Infrarotbereich nutzbar sind, wurden eigene Kalibriertargets konzipiert und gefertigt. Insbesondere ausgeschnittene Kreisstrukturen haben sich wegen des stabilen Mittelpunkts als verlässlich erwiesen.

Abb 3: Bestimmung der Temperatur von Körperteilen am Beispiel des Oberarms

Einen Schwerpunkt der Forschung bildet die Extraktion der Wärmeinformationen auf der Oberfläche verschiedener Körperteile. Dazu wird ein Skelettmodell, welches aus Tiefendaten gewonnen wurde auf das Infrarotbild gemappt. Dieses Verfahren findet in der visuellen Reha- und Trainingsunterstützung Anwendung, um die Effektivität von Trainingsübungen zu evaluieren.

Abb 4: Skelettextraktion im Wärmebild

Darüber hinaus wird an Methoden geforscht, um Skelettmodelle direkt aus den Wärmebilddaten zu extrahieren.