多分辨率、分層的輻射場估計的制作方法

多分辨率、分層的輻射場估計的制作方法
【專利摘要】在此描述了方法、系統和計算機可讀可執行指令。一種方法包括：將封閉體劃分成多個第一場單元和多個第二場單元，使用封閉體的圖像來確定封閉體的多個第一成像單元和多個第二成像單元的輻射，使用多個第一場單元的初始化參數和所確定的多個第一成像單元的輻射，估計封閉體的多個第一場單元的輻射場和收斂參數，以及使用多個第一場單元的收斂參數、所估計的多個第一場單元的輻射和所確定的多個第二成像單元的輻射，估計封閉體的多個第二場單元的輻射場和收斂參數。
【專利說明】
多分辨率、分層的輻射場估計
[00011 本申請要求于2014年2月10日提交的美國申請No. 14/177,005的優先權，其全部內 容在此通過引用而被包括。
技術領域
[0002] 本公開涉及用于多分辨、分層的輻射場估計的方法、系統和計算機可讀可執行指 令。
【背景技術】
[0003] 加熱爐的操作者可學習加熱爐內部條件，以便控制加熱爐設置和實現閾值效率。 例如，加熱爐的內部輻射場的精確估計可用于確定加熱爐是否在正常工作。在此使用的輻 射場可包括穿過表面或者從表面發射并在特定方向上落入給定角度內的輻射的度量。操作 者可通過對加熱爐的定期運行檢查來學習該操作。
[0004] -種運行檢查方法是在加熱爐的不同位置進行溫度測量。然而，溫度測量受限于 溫度傳感器(例如，熱電偶)被放置的位置。物理限制可導致局部點測量，而不是整個輻射場 估計。
[0005] 另一種方法是基于使用一個或多個成像組件對加熱爐的成像。成像組件可被設計 成拍攝一個或多個波長的圖像，包括可見波長、紅外線波長(例如，短波、中波、和/或長波） 和/或紫外線波長。成像方法可根據由覆蓋加熱爐的區域(例如，加熱爐的燃燒室）的一個或 多個成像組件拍攝的圖像以統一的分辨率來估計輻射場。
[0006] 期望在加熱爐的特定的感興趣區域(例如，燃燒器和排氣管）以更高的分辨率進行 輻射場估計;而在其它區域，以較低的分辨率估計輻射場可能足以。在加熱爐的整個所有區 域統一以更高的分辨率估計加熱爐的輻射場可能隨著分辨率提高而指數級地增加處理時 間。

【發明內容】

[0007] 在此描述了用于多分辨率輻射場估計的方法、系統和計算機可讀可執行指令。例 如，一個或多個方法實施例可包括:將封閉體劃分成多個第一場單元和多個第二場單元，使 用封閉體的圖像，確定封閉體的多個第一成像單元和多個第二成像單元的輻射，使用多個 第一場單元的初始化參數和所確定的多個第一成像單元的輻射，估計封閉體的多個第一場 單元的輻射場和收斂參數，以及使用多個第一場單元的收斂參數、所估計的多個第一場單 元的輻射和所確定的多個第二成像單元的輻射，估計封閉體的多個第二場單元的輻射場和 收斂參數。
【附圖說明】
[0008] 圖1示出了根據本公開的一個或多個實施例的封閉體的示例；
[0009] 圖2示出了根據本公開的一個或多個實施例的將封閉體的體積劃分成多個場單元 的過程的示例；
[0010]圖3示出了根據本公開的一個或多個實施例的用于多分辨率、分層的輻射場估計 的系統的示例；
[0011] 圖4示出了根據本公開的一個或多個實施例的用于多分辨率、分層的輻射場估計 的過程的示例的流程圖；
[0012] 圖5示出了根據本公開的一個或多個實施例的使用分層劃分的數據結構來劃分場 單元的示例；
[0013] 圖6示出了根據本公開的一個或多個實施例的計算系統的示例的框圖。
【具體實施方式】
[0014] 如在此使用的，封閉體可包括用屏障封閉的區域。本公開將加熱爐作為示例的封 閉體。然而，根據本公開的實施例并不受此限制。例如，封閉體可包括鍋爐和/或加熱器。
[0015] 如在此討論的，封閉體的一部分的輻射場可被估計并用于確定封閉體的恰當工 作。例如，加熱爐的燃燒室和/或其它感興趣區域可能需要在特定閾值溫度(例如，輻射場） 下以用于發生特定反應(例如，生成產品、取代產品、用于發生反應等）。
[0016] 先前的用于輻射場估計的方法可包括在封閉體的預定位置處(例如，使用熱電偶） 進行溫度測量，和/或在特定位置處估計輻射場。溫度測量方法由于封閉體的形狀而可導致 局部測量(例如，靠近加熱爐的表面）。
[0017] 諸如加熱爐的封閉體可被劃分(例如，分隔）成多個場單元。場單元可以是包括封 閉體的某一區域的體元(例如，體積場單元），和/或封閉體的壁上的表面區域(例如，表面場 單元）。如在此使用的體元可包括表示在三維空間中的網格上的位置的體積單元。因此，體 積場單元(例如，場單元是體元)可以是封閉體的設定體積的三維空間。在某些實施例中，體 積場單元可以被認為是長方體，然而，根據本公開的實施例并不限于此。例如，體積場單元 可包括其它分層劃分的三維體積。
[0018] 類似地，表面場單元可以是根據本公開中的一個或多個實施例的設定區域的二維 空間。輻射場估計的分辨率可以由場單元的大小確定。場單元的輻射場可以例如包括穿過 封閉體的場單元、從封閉體的場單元吸收、散射、反射和/或發射的輻射的度量的估計。
[0019] 成像組件可以拍攝和/或感知輻射并且將其轉換成圖像，該圖像包括二維像素陣 列的一個或多個通道。每個通道可表示頻譜波長的輻射。因此，根據本公開的實施例包括可 應用于多個通道的方法、系統和計算機可讀可執行指令。圖像可被劃分成多個成像單元(例 如，圖像的子部分）。成像單元的分辨率由成像單元的大小確定(例如，像素大小，諸如單像 素，3X3像素）。成像單元的最高分辨率是一個像素的分辨率。每一個成像單元可具有不同 的分辨率。不同的實施例可考慮成像單元是矩形，然而，實施例并不限于此，根據本公開的 實施例可以考慮成像單元是任何其它分層劃分的二維形狀。
[0020] 以統一的分辨率估計封閉體的輻射場可包括使用封閉體的多個圖像來估計輻射 場。多個圖像可由多個成像組件(例如，熱成像照相機)拍攝。
[0021] 在某些情況下，期望封閉體的特定部分的輻射場以比封閉體的其它部分更高的分 辨率來估計。隨著分辨率增加(例如，變得更高），處理時間也增加。增加的處理時間需要使 用具有更高計算能力的計算裝置和/或增加輻射場(例如，溫度)估計之間的時間間隔，這二 者都不是所期望的。
[0022] 根據本公開的實施例可包括用于多分辨率、分層的輻射場估計的方法、系統和計 算機可讀可執行指令，該輻射場估計包括使用封閉體的多個圖像(例如，合成圖像）以多個 分辨率進行封閉體的估計。在某些實施例中，封閉體體積可被劃分成多個粗分辨率的場單 元，多個場單元的輻射場可基于多個場單元的每一個的參數來估計。在各種情況下，多個場 單元的一個可被一次或多次劃分成多個更高分辨率場單元。多個更高分辨率場單元中的至 少一個可以例如是感興趣區域。對于多個更高分辨率場單元中的至少一個，可使用至少一 個粗分辨率場單元的輻射和參數來估計輻射場。
[0023] 這種實施例可以例如減少用于估計封閉體的輻射場的時間和處理資源，同時在一 個或多個感興趣點精確地估計封閉體的輻射場。用戶感興趣的區域(例如，感興趣區域)可 具有比用戶不感興趣的區域更高的分辨率，而用戶不感興趣的區域可具有較低的分辨率。
[0024] 可替換地和/或附加地，在某些實施例中，多個粗分辨率場單元的每一個可被劃分 成多個更高分辨率場單元。輻射場估計可包括分層的輻射場估計，其包括以分層的方式估 計封閉體的輻射場。例如，封閉體可被統一劃分成多個粗分辨率場單元，然后多個場單元的 每一個被劃分，并進一步被細分，導致在每個劃分階段的更高分辨率的場單元。
[0025] 多個粗分辨率的塊單元的收斂參數可用作多個更高分辨率場單元的參數的初始 值。與先前的方法相比，迭代地使用多個粗分辨率的場單元的收斂參數可減少估計多個更 高分辨率場單元的福射場的時間和計算要求求。
[0026] 這些實施例被充分詳細地描述，以使本領域的技術人員能夠實施本公開的一個或 多個實施例。應當理解，可使用其它實施例，可在不脫離本公開的范圍的情況下進行處理、 電子和/或結構的改變。
[0027] 應當知道，在此在不同實施例中示出的單元可被增加、替換、結合和/或消除，以便 提供本公開的多個附加實施例。在圖中提供的這些單元的比例和相對大小意在闡明本公開 的實施例，而不應認為是限制。
[0028]在此的附圖按照慣例編號，其中，第一個數字與附圖編號對應，剩余的數字標識圖 中的單元或組件。不同圖之間的相同的單元或組件可使用相同的數字來標識。
[0029] 如在此所使用的，"一個"或"多個"是指一個或多個。例如，"多個場單元"可以是指 一個或多個場單元。此外，在此所使用的標志符"N"和"P"，尤其是關于圖中的參考編號，表 明如此設計的多個特定特征可被包括在本公開的多個實施例中。
[0030] 圖1示出了根據本公開的一個或多個實施例的封閉體100的示例。在圖1示出的封 閉體100可包括加熱爐，其由多個成像組件102、104、106進行成像。多個成像組件102、104、 106可用于拍攝封閉體100的圖像。
[0031] 每一個成像組件102、104、106可具有拍攝圖像的設定視場，該圖像包括其強度與 包含在視體內的多個場單元的輻射場估計的變換對應的像素。例如，圖像130由成像組件 106生成。封閉體100的體積可被劃分成場單元108、110、140、154。場單元108、110可包括體 積場單元，場單元140、154可包括表面場單元。
[0032] 特定的體積場單元和/或表面場單元可被進一步劃分。例如，體積場單元110被進 一步細分成更高分辨率體積場單元121、122、123、124、125、126、128。類似地，表面場單元 140被細分成更細場單元142、144、146、148。更細場單元可包括分辨率比從中劃分出該更細 場單元的場單元高的場單元。
[0033] 每一個場單元的輻射可由一個或多個成像組件102、104、106沿著它們的光程來感 知。場單元的輻射場可以例如包括穿過封閉體的場單元和/或從表面發射并落入封閉體的 場單元內的輻射的度量的估計。光程150和152是分別由成像組件106和102感知的光程的子 集。場單元108由成像組件102和106感知。
[0034] 圖像130可被劃分為成像單元;成像單元的示例可包括像素 X像素區域，諸如132 和135。特定的成像單元132(例如，第一分辨率的）被進一步劃分成具有更高分辨率的成像 單元133和134(例如，單個像素或者比第一分辨率更高的第二分辨率）。例如，圖像130可被 劃分成多個第一分辨率的第一成像單元132、135。多個第一成像單元中的一個或多個132可 被劃分成多個第二分辨率的第二場單元133、135。成像單元132、133、134、135的輻射可例如 基于每一個成像單元的強度來確定。
[0035] 用于拍攝封閉體100的圖像(例如，圖像130)的多個成像組件102、104、106可以是 任何合適的圖像傳感器或照相設備。在某些實施例中，成像組件可以是攝影機，視頻分析可 對所拍攝的圖像執行。成像組件102、104、106可以例如包括熱成像組件。示例的熱成像組件 可包括熱成像照相機和/或視頻設備、和/或中波和/或長波紅外照相機和/或視頻設備。例 如，圖像的強度可以基于校準過程而被轉換成輻射。
[0036] 光程的蹤跡并不必需是直的，可以從與成像單元成一直線的場單元開始，穿過多 個場單元，并終止在場單元。例如，光程可以穿過多個場單元，并可由成像組件中的一個圖 像單元捕獲。因此，如在由成像組件拍攝的圖像中示出的圖像單元的強度由在其視線上的 所有場單元貢獻。與光程相關聯的場單元可依賴于場單元的分辨率。采用粗分辨率(例如， 第一分辨率），光程150的場單元包括體積場單元108、110和表面單元140。采用更高分辨率 (例如，比第一分辨率更高的第二分辨率），光程150的場單元包括體積單元108、128、124、 125和表面單元146。沿著光程的場單元的累積加權輻射由成像組件感知，并轉變成成像單 元的強度。
[0037] 多個光程可到達相同的成像單元;到達成像單元的光程的數量可以依賴于成像單 元的分辨率和場單元的參數。例如，沿著光程150的輻射可被轉變成粗分辨率成像單元132 的強度。其它光程的輻射也可到達成像單元132。這些光程的輻射總和被感知為成像單元 132的總強度。采用更高的分辨率，從成像單元132中劃分出的成像單元133具有更少數量的 光程，并因此具有更少數量的場單元。
[0038]圖2示出了根據本公開的一個或多個實施例的將封閉體201的體積劃分成多個場 單元 214-1、214-2、214-3、216-1、216-2、218、220 的過程的示例。
[0039] 如圖2的實施例所示，封閉體201的體積可被迭代地劃分成分層的尺寸和/或分辨 率的多個場單元214-1、214-2、214-3、216-1、216-2、218、220。例如，分層的尺寸和/或分辨 率可包括在每一次迭代中的尺寸的減小和/或分辨率的提高。
[0040] 作為示例，封閉體201的體積可被劃分成多個第一分辨率的第一場單元214-1、 214-2、214-3。第一分辨率可包括與剩余的迭代的分辨率相比粗的分辨率。第一場單元214_ 1、214-2、214-3可以是特定尺寸，諸如1，000立方英寸。多個第一場單元214-1、214-2、214-3 的每一個的輻射場可使用第一場單元214-1、214-2、214-3的每一個的假定或設定參數來估 計。
[0041]第一場單元214-1、214-2、214-3中的一個或多個可被劃分成多個第二分辨率的第 二場單元216-1、216-2(例如，更高分辨率場單元）。第二分辨率可包括比第一分辨率更高的 分辨率。多個第二場單元216-1、216-2的每一個可以是特定尺寸，該特定尺寸從多個第一場 單元214-1、214-2、214-3的更大分辨率的尺寸減少，諸如等于125立方英寸的特定尺寸。 [0042]如在此所使用的，多個第一塊單元214-1、214-2、214-3可以例如包括第一分辨率。 多個第一塊單元214-1、214-2、214-3的每一個可包括相同的尺寸和/或分辨率。第二塊單元 216-1、216-2可包括第二分辨率。第二分辨率可包括比第一分辨率更高的分辨率。
[0043] 在某些實施例中，一個或多個第一場單元214-1、214-2、214-3可響應于識別到感 興趣區域而被劃分。在某些實施例中，第一場單元216-1、216-2中的一個或多個可以是感興 趣區域。多個第二場單元216-1、216-2中的一個或多個的輻射場可使用多個第一場單元 214-1、214-2、214-3的輻射和參數來估計。
[0044] 可替換地和/或附加地，在各種實施例中，感興趣區域可以在第二場單元216-1、 216-2中的一個之內，其可以在一個或多個進一步的迭代中被劃分，直到達到閾值(例如，期 望的)分辨率。場單元和/或封閉體的閾值分辨率可以例如由用于封閉體的一個或多個感興 趣區域的閾值分辨率的用戶輸入規范、以及場單元和成像單元的進一步劃分不提高(和/或 低于閾值精度量的增加)輻射場估計的精度的分辨率中的至少一個確定。
[0045] 例如，可識別在特定第一場單元214-3內的感興趣區域，其可以被劃分成多個第二 分辨率的第二場單元。例如，第二分辨率可在感興趣區域的閾值分辨率(例如，期望的分辨 率）以內。在閾值分辨率以內的分辨率可包括等于或小于閾值分辨率的分辨率。在這種例子 中，不執行特定第二場單元216-2的進一步的迭代劃分，以估計感興趣區域的福射場。
[0046] 可替換地和/或附加地，可執行進一步的迭代劃分。例如，可識別在特定第一場單 元214-1內的感興趣區域。特定第一場單元214-1可被劃分成多個第二分辨率的第二場單 元。感興趣區域可以在多個第二場單元中的一個(例如，特定第二場單元216-1)內。
[0047]在某些實施例中，第二場單元216-1的第二分辨率可以比感興趣區域的閾值分辨 率更粗。在這種例子中，特定第二場單元216-1可被劃分成多個第三分辨率的第三場單元 (例如，特定第三場單元218)。第三分辨率可包括比第二分辨率更高的分辨率。每個第三場 單元可以是特定尺寸，該特定尺寸從第二場單元216-1、216-2的尺寸減少，諸如特定尺寸等 于8立方英寸。
[0048]迭代的劃分和估計可持續，直到達到感興趣區域的閾值分辨率為止。也就是說，場 單元和成像單元的劃分可遞歸地重復，直到達到（例如，感興趣區域中的）場單元的閾值分 辨率為止。例如，第三分辨率可以比期望的感興趣區域的更粗。特定場單元218可被劃分成 多個第四分辨率的第四場單元(例如，特定第四場單元220)。每個第四場單元220可以是特 定尺寸，該特定尺寸從第三場單元218的尺寸減少，諸如1立方英寸。在各種示例中，第四分 辨率可以等于和/或小于感興趣區域的閾值分辨率。
[0049]在各種實施例中，對感興趣區域在其內部的特定場單元執行福射場的估計。例如， 迭代的劃分和估計過程可以實現在封閉體的用戶特定區域的輻射場的精確測量，同時與以 更高的分辨率估計整個封閉體201的輻射場相比，降低了計算要求。來自粗分辨率的輻射和 參數的值可用作下一次更高分辨率的初始值。在某些實施例中，粗場單元的參數(例如，第 一場單元214-1、214-2、214-3的參數)可以是更高分辨率場單元的參數(例如，第二場單元 216-1、216-2的參數)的平均值。
[0050] 圖3示出了根據本公開的一個或多個實施例的用于多分辨率、分層的輻射場估計 的示例系統360的框圖。與先前的方法相比，系統360可用于以多個分辨率估計輻射場以減 少計算時間，同時維持精度。
[0051] 系統360可用于使用封閉體的圖像和用戶輸入來估計封閉體的圖像的多個第一場 單元的輻射場。沿著光程的場單元的累積加權輻射是由成像組件感知并轉變為強度的成像 單元的輻射，和/或是沿著光程撞擊到成像單元的總輻射。到達成像單元的光程的數量可依 賴于場單元的分辨率和參數。
[0052] 光程的輻射由該光程穿過的場單元的輻射來貢獻。場單元貢獻給光程的輻射量包 括由該場單元吸收、穿過該場單元、從該場單元反射、散射和/或發射的總輻射度量的估計。 確定場單元對光程的輻射量的貢獻因子由一組參數來表征。
[0053] 場單元的參數，如在此所使用的，可包括場單元的體元特征和/或表面特征。示例 的體元特征可包括體積場單元的散射系數(s)、吸收率(α)和/或輻射率(e)。在各種示例中， 體元特征可包括路徑長度(例如，成像組件的光線通過體元的光路的長度）。示例的表面特 征可包括表面場單元的散射系數(s)、反射率(r)、和/或輻射率(e)。
[0054] 在框361，系統360可接收輸入。輸入可包括封閉體的圖像和/或用戶輸入。封閉體 的圖像可包括由多個成像組件同時拍攝的圖像。這些圖像可被劃分成成像單元。用戶輸入 可以例如包括封閉體配置信息、強度到輻射的校準、規定封閉體的感興趣區域、所要求的場 單元的分辨率（即，對于體元是10立方英寸)和/或整個封閉體統一要求的場單元的最小分 辨率和/或輻射估計中最大可接受誤差。在各種實施例中，用戶輸入可包括場單元的參數的 初始值。系統360可以例如使用圖形用戶界面或通過包括文本的多個文本/信息通信格式 (諸如可擴展標記語言"xml"）直接接受用戶輸入。
[0055]在框366中，系統360可以按照用戶規范(例如，基于輸入361)輸出封閉體的輻射場 的估計。在某些實施例中，系統360可進一步輸出場單元的估計參數。在各種實施例中，封閉 體的輻射場的估計可包括采用不同分辨率的多個第一場單元、多個第二場單元和多個第三 場單元。進一步地，封閉體的輻射場的估計可包括采用不同分辨率的多個第一成像單元、多 個第二成像單元和多個第三成像單元(例如，如在此進一步討論的）。
[0056] 如圖3所示，系統360可包括各種組件362、363、364、365。組件362、363、364、365可 包括硬件和/或計算機可讀指令組件以優化系統的輸出212。例如，組件362、363、364、365可 包括模塊和/或引擎。模塊可包括計算機可讀指令，其在由處理資源執行時可執行在此所述 的多個功能。引擎是硬件和編程的結合，其中編程被配置為執行在此所述的多個功能。 [0057]例如，RTE求解器365可計算具有未知變量(例如，場單元的未知輻射和/或參數）的 矩陣方程的解。例如，估計多個場單元Imid的輻射場，如在此使用的，可包括求解矩陣方程。 示例的矩陣方程可包括輻射傳輸方程(RTE) ATE將所觀測和/或測量的輻射與輻射場關聯 為微積分方程。微積分方程的離散解可被表示為將將成像單元的輻射與封閉體中的場單元 的輻射關聯的RTE矩陣方程。
[0058] 示例RTE可包括：
[0059] I〇b=A*Ifieid (方程 1)
[0060] 其中lob包括從η個成像單元的強度變換而成的所測量的輻射。A包括nXm矩陣，該 矩陣由不同的場單元參數構成，Ifieid包括封閉體中m個場單元的輻射。如在此所使用的，η包 括成像單元的數量，m包括場單元的數量。因此，矩陣方程的第i行表示第i個成像單元的福 射作為封閉體的場單元的加權和Ifieid。權重是場單元的參數，被表示為矩陣A的第i行。RTE 求解器365可根據lob和場單元參數來計算Ifieid。進一步地，RTE求解器365可根據I*和Ifieid 計算場單元參數。RTE求解器365還可根據IQb和場單元的參數的初始值，迭代地計算Ifleld和 收斂場單元參數。Ifield和/或場單元參數的計算可基于包括多次迭代的正則化方法。
[0061] 求解矩陣方程(例如，方程1)的計算效率嚴重依賴于矩陣方程的大小;也就是說，η 和m。增加 η和/或m的值可以立方級增加計算時間。采用成像單元的粗分辨率的η的值比采用 成像單元的更高分辨率的η的值更小。例如，如在圖1的實施例中所示，圖像單元132與矩陣 方程的一行對應。當成像單元132被劃分成更細成像單元133和134時，如在圖1的實施例中 所示，矩陣方程中的同一行(例如，I〇 b)被擴展成兩行。矩陣方程的矩陣Α的對應行(例如，對 應于成像單元132)同樣被劃分成兩行。成像單元基于場單元的組織(例如，基于第一場單元 及其遞歸劃分的組織)而被劃分成不同的分辨率(例如，更細成像單元）。
[0062] 進一步地，m的值可依賴于場單元的分辨率。采用場單元的粗分辨率的m的值比采 用場單元的更高分辨率的m的值更小。例如，如實施例圖1所示，如果使用場單元110的粗分 辨率，則它的輻射對應于I fl(3ld中的一個條目和矩陣A中的一列。采用更高的分辨率，如實施 例圖1中所示，當使用場單元121、122、123、124、125、126、127(例如，不在圖1中）和128代替 場單元120時，I fleld中相同的條目被擴展為8個條目，矩陣A中的同一列用8個列替換。
[0063]在多個實施例中，RTE配置器362可以例如確定滿足輻射場的閾值分辨率的用于 RTE求解器365的每一次迭代的η和m的值。確定標準可以基于固定的和/或自適應的方法。固 定的方法可包括基于可用的計算資源和用戶輸入，在預先確定的分層的多分辨率配置中設 置(例如，預先確定)η和m的值，用戶輸入諸如在封閉體的某些感興趣區域處的特定分辨率。 固定的方法的示例在圖5的實施例中說明。
[0064] 自適應的方法可包括基于在封閉體的熱輻射過程期間場單元的條件和狀態，動態 地確定η和m的值以及分層的多分辨率配置。例如，輻射變化率高的場單元可被劃分成更高 分辨率場單元，以允許在這些感興趣區域中的熱輻射活動的更詳細的分析和監控。
[0065] 例如，可識別具有高于閾值的輻射變化率的第一分辨率的第一場單元。響應于識 另IJ，第一場單元可被劃分成多個第二分辨率的第二場單元。第二場單元可允許更詳細的分 析。在各種實施例中，響應于所測量的輻射變化，可發生進一步的迭代劃分(例如，以識別感 興趣區域和/或問題）。
[0066] RTE配置器362可確定以遵循用于輻射估計的多分辨率和/或分層方法。在某些實 施例中，RTE配置器362可以確定(例如，檢測和/或識別）用戶是否已經請求了以特定分辨率 在特定封閉體位置的輻射場估計。
[0067]如在此所使用的，感興趣區域可包括封閉體的識別區域，其可有利于具有比封閉 體的剩余區域更精確的輻射場估計。示例的感興趣區域可包括但不限于封閉體的燃燒器區 域、輻射管區域和/或其它區域。
[0068]如果為真，則RTE配置器362可確定遞歸地劃分包含用戶感興趣區域的場單元，直 到達到期望的分辨率。遞歸劃分只在包含用戶感興趣區域的特定場單元中進行，導致在封 閉體的不同部分的不同分辨率的場單元。
[0069] 在各種實施例中，RTE配置器362可確定用戶是否已經請求了在封閉體上的統一的 分辨率。如果為真，則RTE配置器362可確定遞歸地劃分封閉體的所有場單元，直到達到最小 (例如，期望的）分辨率。也就是說，多個場單元的每一個可被遞歸地劃分，直到達到最小(例 如，期望的)分辨率。
[0070] 基于來自RTE配置器362的決策輸出，場單元形成364可在方程1的右手側填入已知 值，包括場單元條目I fleid和場單元的參數，例如，矩陣A。例如，假設決策是將如圖1中所示的 第一(例如，粗分辨率)場單元11 〇劃分成第二(例如，更高分辨率)場單元121…128。假設I no 為第一場單元110的輻射，Iiiq的初始輻射1/8被賦值給多個第二場單元121 ???128。矩陣A的 填入依賴于場單元的參數(例如，熱特征）（散射系數(s)、吸光率(α)、反射率( r)和/或輻射 率(e))和相關聯的場單元的光路長度。矩陣A的初始值可以如下所述地進行賦值。
[0071 ]假定Ai, mo作為第一場單元110 (例如，粗場單元)的參數(例如，熱特征）的估計，第 二場單元4^1121*,1122，~義,1128(例如，更細場單元）的參數(例如，熱特征）的初始估計如 賦值為A^mo,例如，與第一場單元110相同。然而，第二場單元的光路長度可根據光程的軌 跡計算。例如，由于光程150不穿過第二場單元121、122、123、126和128，如在圖1所示，因此， 與光程150對應的這些場單元的光路長度是零，導致在矩陣A的對應條目中填入零值。
[0072]在某些實施例中，估計可包括修正矩陣A以包括某些場單元的更高分辨率的更新 參數，同時使用剩余的場單元(例如，多個第一場單元和/或剩余的第二場單元)的粗分辨率 的參數。更高的分辨率可考慮更好的場維度并可使用s、a和e的更新值。因此，計算時間可少 于對整個封閉體圖像以高分辨率估計輻射場。
[0073]諸如多個第一場單元的粗分辨率場單元的每一個可使用分層劃分的數據結構(例 如，如在此所討論的)被劃分成更高分辨率場單元，諸如多個第二場單元。也就是說，封閉體 的整個體積可被遞歸地劃分成越來越高分辨率的場單元。指定分辨率的場單元的收斂參數 可例如用作下一級更高分辨率場單元的初始設定參數。
[0074] 例如，分層劃分的數據結構可用于迭代地劃分粗分辨率的多個場單元以形成更高 分辨率的場單元。作為示例，在第一次迭代中，封閉體體積可被劃分成八個粗的場單元。在 第二次迭代中，八個粗場單元的每一個可進一步被劃分成八個更細的場單元(例如，總共64 個場單元）。例如，迭代劃分可重復，直到達到第二場單元的閾值分辨率(例如，期望的分辨 率)。
[0075] 在某些實施例中，場單元形成364可基于粗分辨率的場單元的的設定參數，設定指 定分辨率的場單元的參數。粗分辨率的場單元的初始設定參數可包括估計(例如，猜測）。例 如，多個第一場單元的初始設定參數可包括估計，多個第二場單元的初始設定參數可包括 多個第一場單元的收斂參數。指定分辨率的場單元的設定參數可通過求解RTE的q次迭代來 修正，直到場單元的參數收斂為止(例如，經過q次迭代線性收斂）。
[0076] 例如，估計多個第一場單元的輻射場和收斂參數可包括使用矩陣方程迭代地估計 多個第一場單元的輻射和參數，直到參數收斂為止。指定分辨率的場單元的收斂參數可用 于設定下一個更高分辨率的場單元的參數的初始設定。使用收斂參數可導致比隨機和/或 估計的設定更接近的初始設定。
[0077] 在一些實施例中，初始設定參數（例如，值）可基于封閉體的材料（例如，表面材 料）、與封閉體相關聯的介質（例如，內部的氣體)和/或封閉體的已知溫度范圍。例如，特定 的介質可能具有期望的燃燒效率和/或特征。作為示例，與煤相比，甲烷可具有某一期望水 平的輻射率(例如，當燃燒時，煤具有與甲烷相比更多數量的粒子，導致更高的輻射率）。在 一些實施例中，初始參數可基于過去的輻射場的解(例如，封閉體的在先前的時間段的解）。
[0078] 基于來自RTE配置器362的決策輸出，成像單元形成363可在方程1的左邊填入值， 例如，成像單元的福射I〇b。進一步地，成像單元形成363可執行成像形成。
[0079] 成像形成可包括例如在1^中增加成像單元的數量。例如，增加成像單元的數量可 對應于將封閉體的圖像劃分成更細的成像單元，并因此增加輸出輻射估計的精度。成像單 元的基本單位是像素，其強度可基于校準而被轉換成輻射。成像單元的總輻射是該成像單 元內所有像素的輻射的總和。例如，如在圖1的實施例中所示，與成像單元132的輻射對應的 I 〇b的值是成像單元133、134的輻射的總和。
[0080] 作為示例，成像單元形成363可將封閉體的圖像劃分成多個第一分辨率的第一成 像單元，并使用圖像來確定多個第一成像單元的每一個的福射。進一步地，成像單元形成 363可將多個第一成像單元中的至少一個劃分成多個第二分辨率的第二成像單元，并使用 封閉體的圖像確定封閉體的多個第二成像單元的輻射。
[0081] 系統360可用于執行多分辨率、分層的輻射場估計的方法。示例的方法可包括將封 閉體劃分成多個第一分辨率的第一場單元和多個第二分辨率的第二場單元。第一分辨率可 包括比第二分辨率更粗的分辨率。該方法可包括使用封閉體的圖像，確定多個第一分辨率 的第一成像單元的輻射和多個第二分辨率的第二成像單元的輻射。成像單元可包括封閉體 的多個圖像的像素 X像素的尺寸。例如，第一分辨率可包括比第二分辨率更粗的分辨率。
[0082] 在各種示例中，估計輻射場可包括使用所確定的多個成像單元的每一個的輻射 (例如，方程1的左側）。例如，封閉體的至少一個圖像可基于用戶輸入而被劃分成多個成像 單元，并且可確定(例如，校準)多個成像單元的每一個的輻射。成像單元可基于多個第一場 單元、多個第一成像單元及其遞歸劃分的組織而被劃分成不同的分辨率。
[0083] 示例的方法可包括使用多個第一場單元的初始化參數和所確定的多個第一成像 單元的輻射，估計封閉體的多個第一場單元的輻射場和收斂參數。例如，估計多個第一場單 元的輻射場和收斂參數可包括使用矩陣方程(例如，方程1)迭代地估計多個第一場單元的 輻射和參數，直到參數收斂為止。
[0084] 進一步地，示例的方法可包括使用多個第一場單元的收斂參數、所估計的第一場 單元的輻射場和所確定的多個第二成像單元的輻射，估計封閉體的多個第二場單元的輻射 場和收斂參數。例如，估計多個第二場單元的輻射場和收斂參數可包括使用矩陣方程（例 如，方程1)迭代地估計多個第二場單元的輻射和參數，直到參數收斂為止。第一場單元的收 斂參數可用作多個第二場單元的初始化參數。
[0085] 圖4示出根據本公開的一個或多個實施例的多分辨率、分層的輻射場估計的過程 的示例流程圖。在框467處，可輸入(例如，提供)用于輻射場估計的一組初始參數。參數可包 括封閉體的合成圖像和關于將封閉體劃分成粗分辨率的場單元的信息。
[0086] 在框468中，可估計場單元的參數(例如，輻射參數）。在各種示例中，估計可包括初 始設定(例如，基于封閉體內部和/或封閉體的表面的材料的特征的估計）。在其它示例中， 可包括基于輻射傳輸方程(RTE)求解器的前一次迭代導出的一組參數，或使用比場單元的 當前分辨率更粗的分辨率的場單元的參數。
[0087] 在一些示例中，在框468中，參數估計可包括將成像單元中的至少一個劃分成子部 分(例如，更細的成像單元）以用于RTE中的Ια矩陣的過程。例如，封閉體的多個圖像可被劃 分成多個第一分辨率的第一成像單元，和/或多個第一成像單元可被劃分成多個第二分辨 率的第二成像單元。例如，成像單元的輻射可基于圖像的對應像素的強度來確定。
[0088] 在框469中，可估計場單元的福射。估計場單元的福射可包括使用成像單元(例如， 第一成像單元)的每一個的所估計的參數和/或輻射填入矩陣。例如，矩陣可包括矩陣AATE 可被求解以獲得指定分辨率的場單元的福射值的初始估計。
[0089] 在框470中，可以確定參數是否收斂。如在此所使用的，收斂參數可包括可在q次迭 代后收斂的線性化值。響應于確定參數未收斂，過程可以重復框468處的參數估計(例如，修 正估計)和在框469處的輻射場估計，直到參數收斂為止。
[0090] 響應于確定參數收斂，在框472中，可使用用戶輸入471確定是否存在感興趣區域。 用戶輸入471可包括識別感興趣區域的信息。例如，響應于識別封閉體的具有閾值分辨率 (例如，比當前的塊單元更高的期望的分辨率)和/或封閉體中的場單元的指定的最小分辨 率的區域，感興趣區域可存在。
[0091 ]例如，在框471中，當前的分辨率可與用戶輸入和/或與用戶輸入相關聯的分辨率 進行比較。與用戶分辨率相關聯的分辨率可例如包括感興趣區域的閾值分辨率和/或封閉 體的最小分辨率。在框473中，響應于識別感興趣區域，過程可進一步將包含該感興趣區域 的場單元和/或每個場單元劃分成多個具有減小的尺寸的場單元。進一步地，可進一步劃分 與場單元相關聯的成像單元。例如，多個第一成像單元中的至少一個第一成像單元可被劃 分分成多個第二分辨率的第二成像單元。
[0092]響應于一個或多個場單元的劃分，粗場單元的收斂(例如估計)參數(例如，來自前 一次迭代)和修正的矩陣A的單元可在框468中使用，進一步地，可在框469中求解場單元的 輻射，可重復(例如，估計、填入和計算)直到在框470中參數被識別為收斂。在一些實施例 中，可以重復場單元劃分、成像單元劃分和輻射場估計的過程，直到達到閾值和/或最小分 辨率。
[0093]作為示例，第二場單元中的至少一個可被劃分成多個第三分辨率的第三場單元， 第二成像單元中的至少一個可被劃分成多個第三分辨率的第三成像單元。多個場單元中的 第三場單元的輻射場可使用第二場單元的參數(作為初始化參數)和多個第二場單元的輻 射來進行估計。重復劃分直到達到閾值分辨率。
[0094]響應于沒有識別到感興趣區域(例如，達到了閾值和/或最小分辨率），在框474中， 可輸出封閉體的輻射場估計。封閉體的輸出輻射場估計可包括多個第一場單元中的至少一 個和多個第二場單元中的至少一個(例如，以及剩余的進一步迭代劃分的場單元中的至少 一個)的所估計的輻射場。例如，多個第一場單元中的至少一個和多個第二場單元中的至少 一個可用作矩陣方程中的變量(例如，場單元的參數可被輸入作為矩陣中的變量）以估計封 閉體的輻射場。進一步地，多個第一成像單元中的至少一個和多個第二成像單元中的至少 一個可用于估計封閉體的輻射場(例如，所確定的輻射可以在方程1的左側輸入）。
[0095]圖5示出根據本公開的一個或多個實施例的使用分層劃分的數據結構來劃分場單 元的示例。圖5的實施例示出使用八叉樹數據結構來劃分場單元。然而，根據本公開的實施 例并不限于此，各種數據結構可用于劃分場單元和/或封閉體的體積。
[0096] 如在此所使用的，八叉樹數據結構可包括其中每個內部節點具有八個子節點的數 據樹結構。八叉樹可用于通過將三維空間遞歸地細分為八個八分體來分隔三維空間。圖5的 左側部分示出將場單元迭代(例如，遞歸)地劃分成八分體。圖5的右側部分示出對應的八叉 樹。八叉樹可例如包括表示每個場單元的節點。
[0097] 例如，第一分辨率的第一場單元514可被劃分成8個第二分辨率的第二場單元516。 第一場單元514可被表示為八叉樹上的第一級節點575,第二場單元516的每一個可被表示 為八叉樹上的第二級節點576。
[0098]每個第二場單元516可被劃分成8個第三分辨率的第三場單元518(例如，總共64個 的第三場單元518)。每個第三場單元518可被表示為八叉樹上的第三級節點577。
[0099] 封閉體的圖像的輻射場可在數據樹結構的每一級進行迭代估計。例如，可對第一 分辨率的第一場單元514估計輻射場，直到參數收斂為止。使用第一場單元514的收斂參數 作為第二場單元516的初始設定參數，可對每個第二場單元516估計輻射場，直到參數收斂 為止。進一步地，可對從第二分辨率中導出的其它分辨率重復該過程，直到達到閾值和/或 最小分辨率(例如，期望的分辨率）。
[0100] 圖6示出根據本公開的一個或多個實施例的計算系統680的示例的框圖。如圖6的 實施例所示，系統680包括與處理資源690-1、690-2."6904通信的計算機可讀介質（〇?0 682〇
[0101]如圖6的實施例所示，系統680可包括與CRM 682通信的多個成像組件694以將所拍 攝的圖像傳輸到CRM 682。多個成像組件694可包括P個成像組件696-1、696-2···696-Ρ構成。 每一個成像組件696-1、696-2···696-Ρ可被安裝在封閉體中，并可拍攝封閉體(例如，封閉體 的一部分或全部)的多個圖像。
[0102] CRM 682可與具有處理資源690-1、690-2···690-Ν的設備688(例如，Java?應用服 務器、移動設備等)進行通信。設備688可與存儲可由處理資源690-1、690-2···690-Ν中的一 個或多個執行的一組計算機可讀指令(CRI)684的有形的非暫時性CRM 682進行通信，如在 此所述的。CRI 684也可被存儲在由服務器管理的遠程存儲器中，表示可被下載、安裝和執 行的安裝包。設備688可包括存儲資源692，處理資源690-1、690-2···690-Ν可耦合到存儲資 源692。
[0103] 處理資源690-1、690-2."6904可執行在內部或外部非暫時性〇^ 682中存儲的 〇?1 684。處理資源690-1、690-2."6904可執行〇?1 684以執行各種功能。例如，處理資源 690-1、690-2…690-Ν可執行CRI 684以估計場單元的輻射場。
[0104]如在此所使用的，非暫時性CRM(例如，CRM 682)可包括易失性和/或非易失性存儲 器。易失性存儲器可包括依賴于電力以存儲信息的存儲器，諸如各種類型的動態隨機存取 存儲器(DRAM)等等。非易失性存儲器可包括不依賴于電力以存儲信息的存儲器。非易失性 存儲器的示例可包括固態介質(諸如閃速存儲器、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPR0M)、相 變隨機存取存儲器(PCRAM))、磁存儲器(諸如硬盤、磁帶驅動器、軟盤、和/或磁帶存儲器）、 光盤、數字通用盤(DVD)、藍光光盤(BD)、壓縮盤(CD)、和/或固態驅動器(SSD)等、以及其它 類型的計算機可讀介質。
[0105] 非暫時性CRM 682還可包括分布式存儲介質。例如，CRM 682可被分布在各種位置 中。
[0106] 非暫時性CRM 682可以集成或以有線和/或無線的方式通信耦合到計算設備。例 如，非暫時性CRM 682可以是內部存儲器、便攜式存儲器、便攜式磁盤、或與另一個計算資源 相關聯的存儲器(例如，使CRI能夠在諸如因特網的網絡上傳遞和/或執行）。
[0107] CRM 682可以通過通信路徑686與處理資源690-1、690-2···690-Ν進行通信。通信路 徑686可以是與處理資源690-1、690-2···690-Ν相關聯的機器(例如計算機)本地或遠程的。 本地通信路徑686的示例可包括機器(例如計算機）內部的電子總線，其中CRM 682是通過電 子總線與處理資源690-1、690-2'"690-犯1信的易失性、非易失性、固定和/或可移動存儲介 質中的一種。這種電子總線的示例可包括工業標準結構（ISA)總線、外部設備互連(PCI)總 線、先進技術附件(ΑΤΑ)總線、小型計算機系統接口（SCSI)總線、通用串行總線(USB)、其它 類型的電子總線及其變形。
[0108] 通信路徑686可以使得諸如在CRM 682與處理資源(例如，690-1、690-2~690，)之 間的網絡關系中，CRM 582遠離處理資源，例如690-1、690-2…690-N。也就是說，通信路徑 686可以是網絡關系。這種網絡關系的示例可包括局域網（LAN)、廣域網（WAN)、個域網 (卩八《、因特網等。在這種示例中，〇?1 682可與第一計算設備相關聯，處理資源690-1、690-2···690-Ν可與第二計算設備（例如，JaVa?服務器、移動設備等）相關聯。例如，處理資源 690-1、690-2~6904可與〇?1 682通信，其中〇?1 682包括一組指令，處理資源690-1、690-2···690-Ν被設計為執行該組指令，以在每一次迭代中使用多個場單元的參數來估計多個場 單元的輻射場。
[0109] 耦合到存儲資源692的處理資源690-1、690-2···690-Ν可將封閉體的體積迭代劃分 成多個場單元。每一次迭代可包括比前一次迭代的分辨率更高的分辨率。例如，迭代劃分可 持續，直到達到設定的感興趣區域的閾值分辨率和/或直到達到封閉體的最小分辨率。 [0110] 耦合到存儲資源692的處理資源690-1、690-2···690-Ν可將封閉體的多個圖像迭代 劃分成多個成像單元。每一次迭代可包括比前一次迭代的分辨率更高的分辨率。
[0111] 在多個實施例中，耦合到存儲資源692的處理資源690-1、690-2···690-Ν可基于修 正的感興趣區域來修正封閉體的體積的迭代劃分和封閉體的圖像的劃分。例如，感興趣區 域可基于一天中的時間、一周中的天、和/或一年中的時間等來設定。例如，修正的感興趣區 域可動態地識別。作為一個示例，感興趣區域可響應于多個場單元中具有高于閾值的輻射 變化率的場單元而動態地識別(例如自適應方法）。
[0112] 例如，耦合到存儲資源692的處理資源690-1、690-2···690-Ν可基于封閉體的所設 定的最小分辨率，將封閉體的多個圖像劃分成更高分辨率的成像單元，并將封閉體的體積 劃分成更高分辨率的場單元(例如分層劃分）。可替換地和/或附加地，耦合到存儲資源692 的處理資源690-1、690-2···690-Ν可基于至少一個所設定的感興趣區域（例如，閾值分辨 率），將封閉體的多個圖像劃分成更高分辨率的成像單元，并將封閉體的體積劃分成更高分 辨率的場單元。
[0113] 耦合到存儲資源692的處理資源690-1、690-2···690-Ν可在每一次迭代中使用多個 場單元的參數來估計多個場單元的輻射場。例如，在每一次迭代時的估計可包括以下指令： 估計多個場單元的參數，使用所估計的參數填入矩陣，使用RTE計算矩陣的逆，以及迭代地 重復估計、填入、計算，直到所估計的參數收斂，從而估計輻射場。迭代的矩陣可例如使用前 一次迭代的收斂參數進行初始填入。
[0114] 在多個實施例中，如以上所討論的，指令可遠離封閉體的位置和/或多個成像組件 696-1 "·696-Ρ來進行處理。也就是說，處理資源690-1、690-2···690-Ν和/或存儲資源692可 遠離封閉體設置，過程可在網絡上和/或使用外部系統(例如云系統、因特網等)執行。
[0115] 在本公開的各種實施例中，計算系統可包括一個或多個輸入裝置。用戶可通過輸 入裝置向計算系統輸入命令和信息。示例的輸入裝置可包括鍵盤、鼠標和/或其它點設備、 觸摸屏、麥克風、操縱桿、游戲板、掃描儀等。輸入裝置可通過接口（諸如并行端口、游戲端 口、或通用串行總線(USB))與系統連接。監視器或其它類型的顯示裝置也可通過諸如視頻 適配器的端口與系統連接。監視器可顯示用戶的圖形用戶信息。
[0116] 任何上述的信息、數據和/或圖像可與多個圖像一起存為元數據和/或數據文件， 其可用于以后的圖像處理和/或其它目的。
[0117] 如在此所使用的，"邏輯"是可替換的的或附加的執行在此所描述的動作和/或功 能等的處理資源，相對于在存儲器中存儲并由處理器可執行的計算機可執行指令(例如，軟 件、固件等等），其包括硬件(例如，各種形式的晶體管邏輯、專用集成電路等）。
[0118] 盡管在此已經說明并描述了具體實施例，但本領域的技術人員將會意識到任何可 計算以實現相同技術的安排可替代在此示出的具體實施例。本公開意在覆蓋本公開的各種 實施例的任何以及所有改變或變形。
[0119] 應當理解，以上是以示例的方式進行描述的，而并非限制。以上的實施例的組合以 及在此沒有詳細描述的其它實施例對于本領域的技術人員來說在閱讀了以上的描述后是 顯然的。
[0120] 本公開的各種實施例的范圍包括使用了以上的結構和方法的任何其它應用。因 此，本公開的各種實施例的范圍應當參考所附權利要求確定，連同這些權利要求所涵蓋的 等同的全部范圍。
[0121] 盡管以下結合具體實施例進行描述，但應當理解，該描述意在說明而非限制前面 的描述和所附權利要求的范圍。
[0122] 本發明的第一實施例是用于封閉體的多分辨率、分層的輻射場估計的方法，包括： 將封閉體劃分成多個第一分辨率的第一場單元和多個第二分辨率的第二場單元;使用封閉 體的圖像，確定多個第一分辨率的第一成像單元的輻射和多個第二分辨率的第二成像單元 的輻射;使用多個第一場單元的初始化參數和所確定的多個第一成像單元的輻射，估計封 閉體的多個第一場單元的輻射場和收斂參數；以及使用多個第一場單元的收斂參數、所估 計的多個第一場單元的輻射和所確定的多個第二成像單元的輻射，估計封閉體的多個第二 場單元的輻射場和收斂參數。本發明的實施例是從先前的實施例到本段的第一實施例中的 一個、任何一個或全部，其中，估計多個第一場單元的輻射場和收斂參數包括使用矩陣方程 迭代地估計多個第一場單元的輻射和參數，直到參數收斂為止。本發明的實施例是從先前 的實施例到本段的第一實施例中的一個、任何一個或全部，還包括使用多個第一場單元中 的至少一個的所估計的福射場和多個第二場單元中的至少一個的所估計的福射場，估計封 閉體的輻射場。本發明的實施例是從先前的實施例到本段的第一實施例中的一個、任何一 個或全部，還包括使用多個第一場單元中的至少一個和多個第二場單元中的至少一個作為 矩陣方程中的變量，估計封閉體的輻射場。被發明的實施例是從先前的實施例到本段的第 一實施例中的一個、任何一個或全部，其中，估計封閉體的輻射場包括使用多個第一成像單 元中的至少一個的所確定的輻射和多個第二成像單元中的至少一個的所確定的輻射。被發 明的實施例是從先前的實施例到本段的第一實施例中的一個、任何一個或全部，還包括:確 定遞歸地劃分封閉體的多個第一場單元中的至少一個，直到達到最小分辨率和閾值分辨率 中的至少一個。被發明的實施例是從先前的實施例到本段的第一實施例中的一個、任何一 個或全部，還包括:基于多個第一場單元、多個第一成像單元以及它們的遞歸劃分的組織， 將多個成像單元劃分成不同的分辨率。本發明的實施例是從先前的實施例到本段的第一實 施例中的一個、任何一個或全部，還包括:識別多個第一場單元中具有高于閾值的輻射變化 率的場單元;以及將該第一場單元劃分成多個第二場單元。
[0123] 本發明的第二實施例是非暫時性計算機可讀介質，其存儲可由處理資源執行的指 令以：將封閉體的體積劃分成多個第一分辨率的第一場單元;將封閉體的多個圖像劃分成 多個第一分辨率的第一成像單元;使用多個第一場單元的每一個的參數和多個第一成像單 元的每一個的輻射，估計多個第一場單元的每一個的輻射場;將多個第一場單元中的第一 場單元劃分成多個第二分辨率的第二場單元;將多個第一成像單元中的第一成像單元劃分 成多個第二分辨率的第二成像單元；以及使用該第一場單元的參數、多個第一場單元的輻 射場和多個第二成像單元的輻射，估計多個第二場單元中的第二場單元的輻射場。本發明 的實施例是從先前的實施例到本段的第二實施例中的一個、任何一個或全部，其中，可執行 以劃分第一場單元的指令包括可執行以響應于第二場單元被識別為感興趣區域而劃分第 一場單元的指令。本發明的實施例是從先前的實施例到本段的第二實施例中的一個、任何 一個或全部，其中，可由處理資源執行的指令包括以下指令:將第二場單元劃分成多個第三 分辨率的第三場單元;將多個第二成像單元中的第二成像單元劃分成多個第三分辨率的第 三成像單元;使用第二場單元的參數和多個第三成像單元的輻射，估計多個第三場單元中 的第三場單元的輻射場；以及遞歸地重復場單元和成像單元的劃分，直到達到場單元的閾 值分辨率為止。本發明的實施例是從先前的實施例到本段的第二實施例中的一個、任何一 個或全部，其中，場單元的閾值分辨率由用于封閉體的一個或多個感興趣區域中的閾值分 辨率的用戶輸入規范、以及場單元和成像單元的進一步劃分不增加輻射場估計的精度的分 辨率中的至少一個確定。本發明的實施例是從先前的實施例到本段的第二實施例中的一 個、任何一個或全部，其中，估計封閉體的輻射場包括:采用不同分辨率的多個第一場單元、 多個第二場單元和多個第三場單元；以及采用不同分辨率的多個第一成像單元、多個第二 成像單元和多個第三成像單元。本發明的實施例是從先前的實施例到本段的第二實施例中 的一個、任何一個或全部，其中，可執行以將封閉體的體積劃分成多個第一場單元和將多個 第一場單元中的第一場單元劃分成多個第二場單元的指令包括:可執行以使用分層劃分的 數據結構來劃分封閉體的體積和多個第一場單元的每一個的指令。本發明的實施例是從先 前的實施例到本段的第二實施例中的一個、任何一個或全部，其中，參數包括場單元的體元 和表面中的至少一個的散射系數、反射率和輻射率。
[0124] 本發明的第三實施例是一種系統，其包括:拍攝封閉體的多個圖像的多個成像組 件;存儲資源；以及耦合到存儲資源的處理資源，其中，處理資源被配置為執行在存儲資源 中存儲的可執行指令，以：將封閉體的體積迭代劃分成多個場單元，其中，每一次迭代包括 比前一次迭代的分辨率更高的分辨率;將封閉體的多個圖像迭代劃分成多個成像單元，其 中，每一次迭代包括比前一次迭代的分辨率更高的分辨率；以及在每一次迭代中，使用多個 場單元的參數來估計多個場單元的輻射場，其中，在每一次迭代中的估計包括以下指令:估 計多個場單元的參數;使用所估計的參數填入矩陣；使用輻射傳輸方程(RTE)計算矩陣的 逆；以及迭代地重復估計、填入和計算，直到參數收斂為止，從而估計輻射場。本發明的實施 例是從先前的實施例到本段的第三實施例中的一個、任何一個或全部，其中，可由處理資源 執行的指令包括可執行以使用前一次迭代的收斂參數來初始填入迭代的矩陣的指令。本發 明的實施例是從先前的實施例到本段的第三實施例中的一個、任何一個或全部，其中，可由 處理資源執行的指令包括以下可執行的指令:將封閉體的多個圖像迭代劃分成更高分辨率 的成像單元；以及基于封閉體的所設定的最小分辨率，將封閉體的體積劃分成更高分辨率 的場單元。本發明的實施例是從先前的實施例到本段的第三實施例中的一個、任何一個或 全部，其中，可由處理資源執行的指令包括以下可執行的指令:將封閉體的多個圖像迭代劃 分成更高分辨率的成像單元；以及基于至少一個設定的感興趣區域，將封閉體的體積劃分 成更高分辨率的場單元。本發明的實施例是從先前的實施例到本段的第三實施例中的一 個、任何一個或全部，其中，可由處理資源執行的指令包括可執行以響應于修正的感興趣區 域而修正體積的迭代劃分的指令。
[0125] 在前面的詳細描述中，為了簡化公開，各種特征在附圖所示的示例實施例中組合 在一起。本公開的方法不應被解釋為反映本公開的實施例需要比在每個權利要求中明確列 舉的更多的特征的意圖。
[0126] 相反地，如所附權利要求所反映的，本發明的主題可少于單個所公開的實施例的 所有特征。因此，所附的權利要求被包括在詳細描述中，并且每個權利要求依其自己作為單 獨的實施例。
【主權項】
1. 一種用于封閉體的多分辨率、分層的輻射場估計的方法，包括： 將所述封閉體劃分成多個第一分辨率的第一場單元和多個第二分辨率的第二場單元； 使用所述封閉體的圖像，確定多個第一分辨率的第一成像單元的輻射和多個第二分辨 率的第二成像單元的輻射； 使用所述多個第一場單元的初始化參數和所確定的所述多個第一成像單元的輻射，估 計所述封閉體的所述多個第一場單元的輻射場和收斂參數;以及 使用所述多個第一場單元的收斂參數、所估計的所述多個第一場單元的輻射和所確定 的所述多個第二成像單元的福射，估計所述封閉體的所述多個第二場單元的福射場和收斂 參數。2. 如權利要求1所述的方法，其中，估計所述多個第一場單元的輻射場和收斂參數包 括： 使用矩陣方程迭代地估計所述多個第一場單元的輻射場和參數，直到所述參數收斂為 止。3. 如權利要求1所述的方法，還包括:使用所述多個第一場單元中的至少一個的所估計 的輻射場和所述多個第二場單元中的至少一個的所估計的輻射場，估計所述封閉體的輻射 場。4. 如權利要求3所述的方法，還包括:使用所述多個第一場單元中的至少一個和所述多 個第二場單元中的至少一個作為矩陣方程中的變量，估計所述封閉體的輻射場。5. 如權利要求4所述的方法，其中，估計所述封閉體的輻射場包括:使用所述多個第一 成像單元中的至少一個的所確定的福射和所述多個第二成像單元中的至少一個的所確定 的輻射。6. -種非暫時性計算機可讀介質，其存儲能夠由處理資源執行的指令以： 將封閉體的體積劃分成多個第一分辨率的第一場單元； 將封閉體的多個圖像劃分成多個第一分辨率的第一成像單元； 使用所述多個第一場單元的每一個的參數和所述多個第一成像單元的每一個的輻射， 估計所述多個第一場單元的每一個的福射場； 將所述多個第一場單元中的第一場單元劃分成多個第二分辨率的第二場單元； 將所述多個第一成像單元中的第一成像單元劃分成多個第二分辨率的第二成像單元； 以及 使用所述第一場單元的參數、所述多個第一場單元的輻射場和所述多個第二成像單元 的輻射，估計所述多個第二場單元中的第二場單元的輻射場。7. 如權利要求6所述的介質，其中，能夠執行以劃分所述第一場單元的指令包括:能夠 執行以響應于所述第二場單元被識別為感興趣區域而劃分所述第一場單元的指令。8. 如權利要求6所述的介質，其中，能夠由所述處理資源執行的指令包括： 將所述第二場單元劃分成多個第三分辨率的第三場單元的指令； 將所述多個第二成像單元中的第二成像單元劃分成多個第三分辨率的第三成像單元 的指令； 使用所述第二場單元的參數和所述多個第三成像單元的輻射，估計所述多個第三場單 元中的第三場單元的輻射場；以及 遞歸地重復場單元和成像單元的劃分，直到達到場單元的閾值分辨率。9. 一種系統，包括： 多個成像組件，用于拍攝封閉體的多個圖像； 存儲資源；以及 與所述存儲資源耦合的處理資源，其中，所述處理資源被配置為執行在所述存儲資源 中存儲的可執行指令以： 將所述封閉體的體積迭代地劃分成多個場單元，其中，每次迭代包括比前一次迭代的 分辨率更高的分辨率； 將所述封閉體的所述多個圖像迭代地劃分成多個成像單元，其中，每次迭代包括比前 一次迭代的分辨率更高的分辨率;以及 在每一次迭代中，使用所述多個場單元的參數來估計所述多個場單元的輻射場，其中， 在每一次迭代中的估計包括以下指令以： 估計所述多個場單元的參數； 使用所估計的參數來填入矩陣； 使用輻射傳輸方程(RTE)計算所述矩陣的逆；以及 迭代地重復所述估計、所述填入和所述計算，直到所述參數收斂為止，從而估計所述輻 射場。10. 如權利要求9所述的系統，其中，能夠由所述處理資源執行的指令包括能夠執行以 迭代地執行以下操作的指令： 將所述封閉體的所述多個圖像劃分成更高分辨率的成像單元；以及 基于所述封閉體的所設定的最小分辨率，將所述封閉體的所述體積劃分成所述更高分 辨率的場單元。
【文檔編號】F27D19/00GK105940277SQ201580006863
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年2月9日
【發明人】M·馬丁, S·文卡特沙, K·W·歐, K·克勞斯
【申請人】霍尼韋爾國際公司