Termal Kamera Verilerinin Görselleştirilmesi ve Doğrulanması İçin Bir Yöntem Önerisi

Abstract

Mutlak sıfırın üzerindeki tüm maddeler, sahip oldukları sıcaklığa göre farklı dalga boylarında ışınım yayarlar. Görünür ışık dalga boylarındaki ışınımlar normal kameralarla algılanabilirken, görünür spektrumun dışında kalan bu ısıya dayalı ışınımlar termal kameralar aracılığıyla tespit edilebilir. Termal kameralar, insan gözünün algılayamadığı kızılötesi ışınımları sensörleri aracılığıyla dijital görüntülere dönüştüren sistemlerdir. Günümüzde farklı çözünürlük ve kullanım alanlarına sahip birçok termal kamera modeli bulunmaktadır. Flir, Testo, Uni-T ve Bosch gibi markaların el tipi cihazları veya modül düzeyinde bileşenleri yaygın biçimde temin edilebilmektedir. Bu çalışmada, termal kameradan elde edilen dijital verilerin hızlı biçimde görselleştirilip test edilmesine yönelik bir statik görüntü oluşturma yöntemi önerilmektedir. Önerilen yöntemde termal kamera, dizüstü bilgisayar ve çeşitli yazılımlar bütünleşik bir yapıda kullanılmıştır. Veri toplama aracı olarak Flir Lepton 3.5 termal kamera modülü tercih edilmiş; bu modülün bilgisayara bağlanması için GroupGets PureThermal 2 kartı kullanılmıştır. USB veri paketlerinin ayrıştırılması WireShark yazılımı ile gerçekleştirilmiş, elde edilen verilerden sıcaklık değerlerinin hesaplanması ve renkli biçimde görselleştirilmesi ise MS Excel aracılığıyla yapılmıştır. Sonuçlar, elde edilen görüntülerin gerçek nesnelerle yüksek benzerlik gösterdiğini ortaya koymuştur. Ayrıca, her pikseldeki sıcaklık değerlerinin ayrıntılı biçimde incelenebilmesi ve karşılaştırmaların görsel olarak yapılabilmesi sağlanmıştır. Böylece ek bir yazılım geliştirmeye gerek kalmadan, yaygın bilgisayar yazılımlarıyla termal görüntülerin elde edilmesi ve doğrulanması mümkün hale gelmiştir.

Keywords

• termal kamera
• veri görselleştirme
• flir
• puretermal
• wireshark
• excel

A Methodology For Visualization and Verification of Thermal Camera Data

Abstract

All materials above absolute zero emit radiation at wavelengths determined by their temperature. Just as visible light can be captured by conventional cameras, temperature-dependent radiation can be detected through thermal cameras. These devices convert infrared light, which is not visible to the human eye, into digital images using sensor cells. Thermal cameras come in various models that differ in resolution and intended applications, including handheld versions and modular components available from manufacturers such as Flir, Testo, Uni-T, and Bosch. This study introduces a static image generation method designed for the rapid visualization and testing of digital data acquired from a thermal camera. The proposed setup integrates thermal camera hardware, a laptop computer, and supporting software. A Flir Lepton 3.5 module was selected as the thermal camera, and it was connected to the laptop through a USB interface using a GroupGets PureThermal 2 board. To decode the USB data packets, WireShark software was employed. Subsequently, MS Excel was utilized to calculate temperature values from the extracted data and to produce color-mapped visual representations. The results demonstrate that the processed images accurately reflect real objects, providing clear and visually satisfactory outcomes. Moreover, the ability to analyze temperature values for each pixel and to perform visual comparisons was achieved effectively. Consequently, the thermal imaging process was successfully implemented and validated using readily available computer software, eliminating the need for specialized external program development.

Keywords

• Thermal camera
• Data visualization
• Flir
• PureThermal
• WireShark
• Excel

References

1. [1] DeWitt, D. P., & Incropera, F. P. (1988). Physics of thermal radiation. Theory and Practice of Radiation Thermometry, 19-89.
2. [2] Çalışan, M., & Türkoğlu, İ. (2011). Termal kameralar ve uygulamaları. Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Sempozyumu 2011. 5-7 Ekim 2011, Fırat Üniversitesi, Elazığ.
3. [3] Usamentiaga, R., Venegas, P., Guerediaga, J., Vega, L., Molleda, J., & Bulnes, F. G. (2014). Infrared thermography for temperature measurement and non-destructive testing. Sensors, 14(7), 12305-12348.
4. [4] Aslan, S. (2016). Mühendislik uygulamalarında termal kamera kullanımı (Master’s thesis, İskenderun Teknik Üniversitesi/Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü/Makine Mühendisliği Anabilim Dalı).
5. [5] Ervural, S., & Ceylan, M. (2021). Kızılötesi Termal Görüntülemenin Yapay Zekâ Tabanlı Biyomedikal Uygulamalarına Bakış. Sağlık Bilimlerinde Yapay Zeka Dergisi, 1(1), 24-34.
6. [6] Hou, F., Zhang, Y., Zhou, Y., Zhang, M., Lv, B., & Wu, J. (2022). Review on Infrared Imaging Technology. Sustainability, 14(18), 11161. https://doi.org/10.3390/su141811161.
7. [7] Çalışan, M. (2013). Termal kamera görüntülerinin iyileştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi. Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı, Türkiye.
8. [8] Kad, R. S. (2013). IR thermography is a Condition Monitor Technique in industry. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, 2(3), 988-993.

9. [9] Luximon, A., Chao, H., Goonetilleke, R. S., & Luximon, Y. (2022). Theory and applications of InfraRed and thermal image analysis in ergonomics research. Frontiers in Computer Science, 4, 990290.
10. [10] Manullang, M. C. T., Lin, Y. H., Lai, S. J., & Chou, N. K. (2021). Implementation of thermal camera for non-contact physiological measurement: a systematic review. Sensors, 21(23), 7777.
11. [11] Brenner, M., Reyes, N. H., Susnjak, T., & Barczak, A. L. (2023). RGB-D and thermal sensor fusion: A systematic literature review. IEEE Access, 11, 82410-82442.
12. [12] Harrap, M. J., Hempel de Ibarra, N., Whitney, H. M., & Rands, S. A. (2018). Reporting of thermography parameters in biology: a systematic review of thermal imaging literature. Royal Society open science, 5(12), 181281.
13. [13] König, S., Gutschwager, B., Taubert, R. D., & Hollandt, J. (2020). Metrological characterization and calibration of thermographic cameras for quantitative temperature measurement. Journal of Sensors and Sensor Systems, 9(2), 425-442.
14. [14] Aragon, B., Johansen, K., Parkes, S., Malbeteau, Y., Al-Mashharawi, S., Al-Amoudi, T., Andrade, C. F., Turner, D., Lucieer, A., & McCabe, M. F. (2020). A Calibration Procedure for Field and UAV-Based Uncooled Thermal Infrared Instruments. Sensors, 20(11), 3316. https://doi.org/10.3390/s20113316.
15. [15] Nosrati, Z., Bergamo, M., Rodríguez- Rodríguez, C., Saatchi, K., & Häfeli, U. O. (2020). Refinement and validation of infrared thermal imaging (IRT): a non-invasive technique to measure disease activity in a mouse model of rheumatoid arthritis. Arthritis Research & Therapy, 22(1), 281.
16. [16] Yang, X., Guo, R., & Li, H. (2023). Comparison of multimodal RGB-thermal fusion techniques for exterior wall multi-defect detection. Journal of Infrastructure Intelligence and Resilience, 2(2), 100029.
17. [17] Borg and Gall. (2003). Educational Research An Introduction. Seventh Edition. New York: Mc Graw Hill Company.
18. [18] Creswell, J. W. (2014). Research design: Qualitative, quantitative, and mixed methods approaches (4th ed.). Sage Publications.
19. [19] Yin, R. K. (2017). Case study research and applications: Design and methods (6th ed.). Sage Publications, Beverley Hills.
20. [20] Zhang, L., Yang, J., & Xu, Y. (2026). Color-to- Grayscale Image Conversion Based on the Entropy and the Local Contrast. Electronics, 15(1), 114. https://doi.org/10.3390/electronics15010114.
21. [21] ITU-R “BT.601 standard, Studio encoding parameters of digital television for standard 4:3 and wide screen 16:9 aspect ratios” , Available: https://www.itu.int/rec/R-REC-BT.601-7- 201103-I/en., (accessed March 22, 2026).
22. [22] Microsoft, “How to transfer data to USB isochronous endpoints” , Available: https://learn.microsoft.com/en-us/windows- hardware/drivers/usbcon/transfer-data-to- isochronous-endpoints., (accessed March 22, 2026).
23. [23] Infrared Training Center, “Breaking Down The Thermal Color Palette So Even Your Kids Understand” , Available: https://ir.tools/breaking-down-the-thermal- color-palette-so-even-your-kids-understand/., (accessed March 22, 2026).
24. [24] Build IR, “All You Need To Know About Thermal Imaging” , Available: https://build- ir.com/blog/all-you-need-to-know-about- thermal-imaging/., (accessed March 22, 2026).
25. [25] Tejedor, B., Lucchi, E., & Nardi, I. (2022). Application of qualitative and quantitative infrared thermography at urban level: Potential and limitations. In New Technologies in Building and Construction: Towards Sustainable Development (pp. 3-19). Singapore: Springer Nature Singapore.
26. [26] Teledyne FLIR, "Lepton LWIR Micro Thermal Camera Module", Available: https://oem.flir.com/en-ca/products/lepton/ (accessed March 22, 2026).