【图像处理】DJI Tags

本文介绍DJI Phantom系列无人机拍摄图片中制造商注释部分所包含的各项标签及其含义,涉及飞行速度、方向角等关键飞行参数。

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DJI Tags

This table lists tags found in the maker notes of images from some DJI Phantom drones.

Tag IDTag NameWritableValues / Notes
0x0001Makestring 
0x0003SpeedXfloat 
0x0004SpeedYfloat 
0x0005SpeedZfloat 
0x0006Pitchfloat 
0x0007Yawfloat 
0x0008Rollfloat 
0x0009CameraPitchfloat 
0x000aCameraYawfloat 
0x000bCameraRollfloat 
<think>我们被要求从红外图像文件中提取温度数据。根据提供的引用,特别是引用[3]和引用[4],我们可以知道两种主要方法: 1. 对于FLIR热像仪:温度数据存储在EXIF标签中,需要从原始数据中提取并进行转换。 2. 对于大疆红外图片:通过最高温度和最低温度将灰度值(0-255)线性映射到温度范围。 因此,我们需要根据不同的热像仪品牌(如FLIR或大疆)采取不同的方法。 步骤概述: 1. 确定图像来源(FLIR、大疆或其他)。 2. 根据来源选择相应的方法: - FLIR:从EXIF中提取原始热数据,然后使用校准参数转换。 - 大疆:根据图像附带的最高温和最低温,将灰度值线性映射到温度。 3. 使用Python库(如PIL/Pillow处理图像,exifread或piexif读取EXIF,numpy处理数组)来实现。 下面分别给出两种情况的代码示例。 ### 情况1:FLIR热像仪图像 引用[3]提供了从FLIR图像中提取温度的方法。步骤如下: - 读取图像的EXIF数据,找到原始热数据(RawThermalImage)和校准参数(CalibrationFactor和CalibrationBias)。 - 将原始数据转换为16位数组,并重塑为图像尺寸。 - 使用公式:实际温度 = CalibrationFactor * 原始数据 + CalibrationBias 注意:FLIR图像可能是JPEG格式,但其中嵌入了原始热数据。 代码示例(需要安装piexif和numpy): ```python import numpy as np from PIL import Image import piexif def extract_flir_temperature(image_path): # 打开图像并获取EXIF数据 img = Image.open(image_path) exif_dict = piexif.load(img.info['exif']) # 从EXIF中获取原始热数据(RawThermalImage)和校准参数 # 注意:FLIR的EXIF标签存储在ExifIFD中,但具体标签名可能需要查看FLIR的文档 # 引用[3]提到标签为'FLIR:RawThermalImage'等,但在piexif中,我们需要使用标签的ID # 由于piexif使用标准的Exif标签ID,而FLIR使用的是自定义标签,因此可能需要其他方法 # 实际上,FLIR的原始热数据可能存储在APP1段,我们可以尝试使用exifread来读取(因为piexif可能无法读取自定义标签) # 因此,我们改用exifread(需要安装exifread) # 重新实现:使用exifread import exifread with open(image_path, 'rb') as f: tags = exifread.process_file(f) # 查找原始热数据标签(FLIR:RawThermalImage) if 'FLIR RawThermalImage' in tags: # 注意:实际标签名可能不同,可能是'FLIR:RawThermalImage',但exifread会将其中的冒号替换为空格? raw_tag = tags['FLIR RawThermalImage'] # 获取原始数据 raw_data = raw_tag.values # 将数据转换为numpy数组 temp_array = np.frombuffer(raw_data, dtype=np.uint16) # 获取图像尺寸 width = tags['EXIF ExifImageWidth'].values[0] height = tags['EXIF ExifImageLength'].values[0] temp_array = temp_array.reshape((height, width)) # 获取校准参数 calib_factor = tags['FLIR CalibrationFactor'].values[0] # 注意:标签名可能不同 calib_bias = tags['FLIR CalibrationBias'].values[0] # 同上 # 计算实际温度 actual_temps = calib_factor * temp_array + calib_bias return actual_temps else: raise ValueError("未找到FLIR原始热数据") # 注意:上述代码依赖于具体的标签名,可能需要根据实际图像调整 ``` ### 情况2:大疆红外图片 引用[4]提供了一种方法:使用最高温和最低温将灰度值线性映射到温度。大疆红外图片通常是一张8位的灰度图(或伪彩色图,但温度数据在灰度值中),并附带有最高温和最低温(可能存储在EXIF或单独的文件中)。 步骤: - 读取图像,将其转换为灰度图像(如果已经是灰度图则直接使用)。 - 获取最高温和最低温(可能需要从EXIF或用户输入)。 - 将每个像素的灰度值线性映射到温度:`temp = gray_value / 255 * (t_max - t_min) + t_min` 代码示例: ```python from PIL import Image import numpy as np def extract_dji_temperature(image_path, t_max=None, t_min=None): # 打开图像并转换为灰度 img = Image.open(image_path).convert('L') gray_array = np.array(img) # 如果没有提供温度范围,尝试从EXIF中读取 # 大疆可能将最高温和最低温存储在EXIF中,但具体标签未知,这里假设用户提供或从其他地方获取 if t_max is None or t_min is None: # 尝试从EXIF读取(这里仅示意,需要根据大疆实际存储的标签来读取) try: exif = img._getexif() # 假设在EXIF中找到了最高温和最低温(具体标签ID需要查大疆文档) # 例如,可能存储在自定义标签中,这里无法直接给出,因此建议用户提供 # 如果无法获取,则抛出异常 if exif is None: raise ValueError("请提供最高温和最低温") # 假设我们通过文档知道大疆存储最高温的标签ID为XXXX,最低温为YYYY # 由于不确定,这里不具体实现,而是抛出异常 raise ValueError("无法从EXIF自动获取温度范围,请手动提供t_max和t_min") except: raise ValueError("请提供最高温和最低温") # 线性映射 # 公式:temp = gray * (t_max - t_min) / 255 + t_min temp_array = gray_array.astype(float) * (t_max - t_min) / 255.0 + t_min return temp_array # 使用示例:如果已知温度范围 # temp_data = extract_dji_temperature('dji_thermal.jpg', t_max=31.2, t_min=19.9) ``` ### 通用方法 如果图像来源未知,我们可以尝试以下步骤: 1. 检查EXIF中是否有FLIR的原始热数据标签,如果有则按FLIR方法处理。 2. 如果没有,则检查图像是否是8位灰度图,并尝试获取最高温和最低温(从EXIF或用户输入)进行线性映射。 ### 注意事项 - 不同品牌的热像仪存储温度数据的方式不同,需要具体对待。 - 有些热像仪可能存储为JPEG+TIFF(包含原始数据),有些则直接嵌入在JPEG的APP段。 - 如果无法确定品牌,可以尝试使用exiftool命令行工具查看所有EXIF信息,寻找与温度相关的标签。 ### 其他工具 除了Python,还可以使用exiftool(一个强大的命令行工具)来提取元数据。例如,对于FLIR图像: ```bash exiftool -RawThermalImage -b image.jpg > raw.raw ``` 然后可以用其他工具处理这个raw文件。 ### 总结 根据热像仪品牌选择合适的方法: - FLIR:从EXIF提取原始热数据,并用校准参数转换。 - 大疆:利用最高温和最低温线性映射灰度值。 在Python中,我们可以使用PIL/Pillow、exifread或piexif来读取图像和EXIF,用numpy处理数据。 §§相关问题§§ 1. 如何判断一张红外图像是FLIR还是大疆或其他品牌拍摄的? 2. 除了FLIR和大疆,还有哪些常见的热像仪品牌?它们的温度数据提取方法是什么? 3. 如果红外图像没有EXIF数据,如何提取温度? 4. 如何将提取的温度数据可视化(如生成热力图)?</think>### 从红外图像文件中提取温度数据的方法 根据引用内容,提取红外图像温度数据主要有两种方法,具体实现取决于热像仪品牌(如FLIR或大疆)和图像格式: #### **方法一:从FLIR热像仪图像提取(基于原始热数据)** 适用于包含原始热数据的FLIR图像(如引用[3]所述): ```python import numpy as np from PIL import Image import exifread # 需安装:pip install exifread def extract_flir_temperature(image_path): # 读取EXIF元数据 with open(image_path, 'rb') as f: tags = exifread.process_file(f) # 提取原始热数据(16位数组) raw_data = tags['FLIR:RawThermalImage'].values temp_array = np.frombuffer(raw_data, dtype=np.uint16).reshape( tags['Image ImageHeight'].values[0], tags['Image ImageWidth'].values[0] ) # 获取校准参数并转换为实际温度 calib_factor = float(tags['FLIR:CalibrationFactor'].values) calib_bias = float(tags['FLIR:CalibrationBias'].values) actual_temps = calib_factor * temp_array + calib_bias # 单位:摄氏度 return actual_temps # 使用示例 temperature_data = extract_flir_temperature("flir_image.jpg") ``` #### **方法二:从大疆红外图像提取(基于灰度值映射)** 适用于大疆等通过灰度值表示温度的红外图(如引用[4]所述): ```python import numpy as np from PIL import Image def extract_dji_temperature(image_path, t_max, t_min): # 读取灰度图像 img = Image.open(image_path).convert('L') gray_array = np.array(img) # 将灰度值线性映射到温度范围 # 公式:temp = gray_value/255 * (t_max - t_min) + t_min temp_array = gray_array.astype(float) / 255 * (t_max - t_min) + t_min return temp_array # 使用示例(需提前获取图像中的最高/最低温) temperature_data = extract_dji_temperature("dji_thermal.jpg", t_max=31.2, t_min=19.9) ``` --- ### **关键步骤说明** 1. **确定图像类型**: - FLIR图像:包含`RawThermalImage`等EXIF标签 - 大疆图像:需已知`t_max`和`t_min`(可从图像元数据或配套软件中获取) 2. **工具准备**: - Python库:`Pillow`(图像处理)、`exifread`/`piexif`(EXIF解析)、`numpy` - 辅助工具:`exiftool`命令行工具查看完整元数据 3. **验证数据准确性**: ```python # 检查温度范围 print(f"Max temp: {np.max(temperature_data):.2f}°C") print(f"Min temp: {np.min(temperature_data):.2f}°C") # 可视化温度分布 import matplotlib.pyplot as plt plt.imshow(temperature_data, cmap='hot') plt.colorbar(label='Temperature (°C)') plt.show() ``` --- ### **注意事项** 1. **校准参数差异**: - FLIR使用`CalibrationFactor`和`CalibrationBias`[^3] - 大疆依赖线性映射公式`temp = gray/255*(t_max-t_min)+t_min`[^4] 2. **常见问题处理**: - **找不到热数据**:尝试用`exiftool -thermal * image.jpg`命令检查 - **温度偏差**:检查热像仪反射率/环境温度设置是否匹配代码参数[^1] - **非标准格式**:对伪彩色图需先转换为灰度图再处理 3. **替代方案**: - 使用专业库`thermography`(`pip install thermography`) - 商用软件:FLIR Tools、DJI Thermal Analysis Tool
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