【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于红外探测技术和图像处理
，涉及一种基于高光谱红外图像处理的气体检测方法。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，大气污染和温室气体排放的问题愈来愈突出。为了掌握污染是如何发生的，需要获得正确的污染气体信息。只有掌握了大气污染的程度、污染源及其所在地等正确的信息，才能采取降低污染的措施。近年来红外探测技术和高光谱成像技术飞速发展，采用高光谱红外成像技术为在线监测气体污染物提供了可能。这种技术与传统的顶点取样方法相比具有很大的优势：a)远距离对气体排放物进行实时监测；b)无需繁琐的取样过程；c)能监控气体羽焰的动态分布，从而判断气体污染区域及扩散趋势。在基于高光谱成像技术的气体检测装置中，高光谱红外图像处理技术至关重要。高光谱红外图像的数据量非常大，要对这些海量的数据进行分析，提取出有用的信息并对检测区域的气体种类和浓度进行测量是一个非常困难而又必须解决的问题。目前有很多高光谱/超光谱图像处理技术，但是针对气体检测的高光谱红外图像处理技术却比较缺乏。有必要针对高光谱红外成像气体检测技术开发专用的高光谱图像处理分析技术，使得利用高光谱红外成像技术实现在线气体检测分析成为可能。
技术实现思路
为了实现高光谱红外成像系统的在线气体检测分析，本专利技术提出一种基于高光谱红外图像处理的气体检测方法，该方法能够充分利用高光谱红外成像系统采集的高光谱红外图像数据，并根据气体的高光谱红外成像模型反演出气体的红外光谱特征信息，实现气体的在线实时检测分析。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于高光谱红外图像处理的气体检测方法，包含以下几个步骤：a)、采...
【技术保护点】
一种基于高光谱红外图像处理的气体检测方法，其特征在于：包含以下几个步骤：a)、采用高光谱红外成像系统采集目标区域的红外光谱数据；b)、利用非线性滤波器来降低红外光谱数据噪声和各个波段的图像噪声；c)、采用气体光谱反演算法计算气体的红外吸收谱曲线；d)、对步骤b)中处理后的光谱数据以及步骤c)中计算得到的光谱数据进行归一化以降低谱线中直流分量的影响，然后采用基于特征加权的广义角相似性度量方法来判断气体的种类和浓度。
【技术特征摘要】
1.一种基于高光谱红外图像处理的气体检测方法，其特征在于：包含以下几个步骤：a)、采用高光谱红外成像系统采集目标区域的红外光谱数据；b)、利用非线性滤波器来降低红外光谱数据噪声和各个波段的图像噪声；c)、采用气体光谱反演算法计算气体的红外吸收谱曲线；d)、对步骤b)中处理后的光谱数据以及步骤c)中计算得到的光谱数据进行归一化以降低谱线中直流分量的影响，然后采用基于特征加权的广义角相似性度量方法来判断气体的种类和浓度。2.根据权利要求1所述的一种基于高光谱红外图像处理的气体检测方法，其特征在于，所述步骤b)的非线性滤波公式为： x ^ ( i ) = Σ j ∈ N ( i ) w i j N y j Σ j ∈ N ( i ) w i j N - - - ( 1 ) ]]>上式中，i表示数据立方中的坐标(X，Y，Z)，其中X和Y分别表示空域的横坐标和纵坐标，Z表示光谱维坐标；N(i)表示i的邻域，表示i的灰度值；权重系数反应了yi和yj之间的相似程度，其可以由下式计算得出： w i j = exp ( - ( i - j ) ζ j ( i - j ) 2 2 σ 2 ) - - - ( 2 ) ]]>上式中，ζj表示位置j处的协方差矩阵，σ表示设定的平滑参数； ζ j ≈ D X ( j 1 ) D Y ( j 1 ) D Z ( j 1 ) . . . . . . . ...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳松，张智杰，赵坤，王晨晟，余徽，贾国伟，
申请(专利权)人：湖北久之洋红外系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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