[發明專利]一種污染氣體FTIR被動遙測掃描成像高分辨重建方法

有效

• 申請號: 202110475314.7
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113129215B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 徐亮;胡運優;沈先春;金嶺;徐寒楊;鄧亞頌
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

1.一種污染氣體FTIR被動遙測掃描成像高分辨重建方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟A：對污染氣體云團柱濃度低分辨率圖像進行上采樣處理；具體包括：步驟A1：測量光譜經定量分析得到的柱濃度圖像按掃描陣列的順序排列為矩陣形式；

所述步驟A1柱濃度圖像由以下方式得到：

儀器采集過程為自左向右，按行優先以‘S’形掃描得到的低分辨率柱濃度圖像；

步驟B：采用全變分盲反卷積交替最小化算法對步驟A的采樣處理結果進行盲反卷積處理；所述步驟B，采用全變分盲反卷積交替最小化算法對步驟A的采樣處理結果進行盲反卷積處理，FTIR被動遙測掃描成像系統中，污染氣體云團柱濃度圖像高分辨重建為單張圖像的盲復原問題，具體包括：

步驟B1：TV正則化系數λ對圖像邊緣細節復原起著決定性作用，以迭代方法設定一系列的預定值；

步驟B2：采用采用全變分盲反卷積交替最小化算法估計以逼近真實圖像Y；

步驟B3：對步驟B2的結果進行清晰度評價函數灰度差分乘積，選取清晰度最高的估計作為最后結果；其中，對步驟B2的結果進行清晰度評價，評價函數為灰度差分乘積SMD2，見(1)，然后選取清晰度最高的估計圖像作為最后結果；

其中X為復原后的柱濃度高分辨率圖像，M和N為圖像像素大小，|·|為絕對值函數；步驟C：將步驟B的結果，通過不同有毒有害氣體對應的監測上下限參數進行分段線性增強；所述步驟C具體包括：

將步驟B3結果估計進行HSI顏色空間映射：

其中C為柱濃度圖像像素值，C₁為柱濃度檢測下限，C₂為預警下限，C_max為實測超過C₂的最大值，H1與H2為FTIR被動掃描成像系統設定的顏色分界，以便更好地區分柱濃度的預警等級信息；

步驟D：將步驟C的結果通過HSI顏色空間映射并疊加到背景可見光圖像的對應區域，為分析污染氣體擴散態勢和泄漏源定位提供高分辨率的可視化圖像。

2.根據權利要求1所述的一種污染氣體FTIR被動遙測掃描成像高分辨重建方法，其特征在于：所述步驟A對污染氣體云團柱濃度低分辨率圖像進行上采樣處理，還包括：

步驟A2：采用以bicubic為核函數的雙立方卷積插值算法對污染氣體云團柱濃度低分辨率圖像進行上采樣，采樣倍數由背景可見光圖像與紅外視場大小的對應關系確定。

3.根據權利要求2所述的一種污染氣體FTIR被動遙測掃描成像高分辨重建方法，其特征在于：所述步驟A2的上采樣方法是以bicubic為核函數的雙立方卷積插值，核函數參數值a取-1。

4.根據權利要求1所述的一種污染氣體FTIR被動遙測掃描成像高分辨重建方法，其特征在于：所述步驟D包括：以步驟C中的結果向背景可見光圖層上繪制偽彩色，得到融合污染氣體云團柱濃度的偽彩色結果。

5.根據權利要求1至4任一項所述的一種污染氣體FTIR被動遙測掃描成像高分辨重建方法，其特征在于：適用于FTIR被動遙測掃描成像領域中的污染氣體云團可視化。