CN103353380A - 阿基米德螺旋线推扫滤光差分气体泄漏红外成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阿基米德螺旋线推扫滤光差分气体泄漏红外成像方法，适用于红外焦平面探测器，包括如下具体步骤：1,设计包括背景滤光片、泄漏气体滤光片以及两片挡光片的阿基米德螺旋线滤光盘；滤光片和挡光片交替布设；2,利用该滤光盘推扫探测器，获得泄漏气体图像、背景图像和挡光图像A、B；3,将泄漏气体图像分别与A和B差分，差分结果取平均为去除盲元的泄漏气体图像；将背景图像分别与A和B差分，差分结果取平均为去除盲元的背景图像；4,使用A和B计算非均匀校正模型，对3中结果进行非均匀性校正；5,将校正后的泄漏气体图像和背景图像进行差分运算，获得最终图像。本发明适用于泄漏气体的差分红外成像。

Description

阿基米德螺旋线推扫滤光差分气体泄漏红外成像方法

技术领域

本发明涉及一种阿基米德螺旋线推扫滤光差分气体泄漏红外成像方法，是一种被动式红外成像技术，属于气体泄漏检测领域。

背景技术

红外成像技术能够将物理学和化学中与热能传输相关的所有现象可视化。大部分的异核双原子和多原子分子都吸收3～14μm的红外辐射，所以3～14μm波段被称为气体分子的指纹区。

中波红外探测器和长波红外探测器对应的光谱范围分别是3～5μm和8～14μm。红外辐射在这两个光谱范围的大气透过率比较高，可以较大程度地避免大气对成像的影响，是大气红外透射窗口。

气体泄漏红外成像是利用中波或长波红外焦平面探测器可视化气体分子在3～14μm波段的红外吸收，根据气体泄漏时动态扩散的特点以及人眼的视觉暂留特性，通过观看视频序列图像可以容易地判断气体泄漏点和气体扩散区域。

气体泄漏红外成像技术因具有视场大、监测距离远、响应速度快和可定位泄漏源等诸多优势，成为气体泄漏检测领域备受关注的技术手段。

国外主要采用两种成像方法开发了基于中波和长波红外焦平面探测器的气体泄漏红外成像仪。

美国FLIR公司GasFinder气体成像仪和以色列Opgal Optronic公司EYE-C-GAS气体成像仪均采用制冷型光子探测器配合窄带滤光片的成像方法，带宽为几百纳米的窄带滤光片大大降低了光通量，所以该方法要求探测器具有很高的灵敏度；

法国Bertin公司Second Sight气体成像仪采用非制冷焦平面探测器配合安装于滤光片轮上的多片宽带长通滤光片进行差分成像，宽带滤光片通过的光通量较高，可以获得较高的信噪比，多片宽带长通滤光片图像的两两之差起到了窄带滤波的作用。但宽带滤光片置于滤光片轮上，滤光片轮的结构如图1所示，每片滤光片轮流保持不动，探测器完成积分后再转向下一个滤光片，每一个滤光片获取的图像在时间上是不同步的，成像效率较低，降低了时间分辨率。

专利公开号为CN102393375A的专利公开了一种被动式气体红外成像系统，该成像系统包括红外成像单元和可见光成像单元，红外成像单元采用非制冷焦平面探测器加装窄带滤光片的方法对泄漏气体进行成像；专利申请号为201210273683.3的专利公开了一种基于宽波段非制冷焦平面探测器的气体泄漏成像检测系统，使用宽波段非制冷焦平面探测器和窄带滤光片轮相配合可对多种气体成像检测，实现宽波段的检测效果。上述两种方法均使用窄带滤光片，虽然提高了气体吸收的辐射量占探测器接收的总辐射量的百分比，但窄带滤光片降低了探测器接收的总辐射量，导致系统信噪比降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种阿基米德螺旋线推扫滤光差分气体泄漏红外成像方法，能够避免使用窄带滤光片带来的高噪声，信噪比较高等缺点，而且具有较高的探测灵敏度，从而获得较好的红外图像质量。该方法适用于读出方式为逐行读出的红外焦平面探测器。

为达到上述目的，本发明通过如下步骤来实现：

步骤一、设计一个具有两个滤光片和两个挡光片的滤光盘；

滤光盘上滤光片和挡光片的形状均由阿基米德螺旋线确定，且两滤光片和两挡光片沿滤光盘圆周方向交替布设；

其中所述滤光片为背景滤光片和泄漏气体滤光片；

背景滤光片透过的光谱范围不包含最强吸收峰λp，泄漏气体滤光片透过的光谱范围包含最强吸收峰λp，λp为待测泄漏气体在红外焦平面探测器工作波段内的最强吸收峰；两片挡光片的其中一片为高发射率挡光片，另一片为低发射率挡光片；

步骤二、在利用红外焦平面探测器对待测泄漏气体进行红外成像时，利用具有4个滤光片的滤光盘对红外焦平面探测器进行推扫，则泄漏气体滤光片完全扫过红外焦平面探测器时获得泄漏气体图像，背景滤光片完全扫过红外焦平面探测器时获得背景图像，两片挡光片分别完全扫过红外焦平面探测器时获得挡光图像A和挡光图像B；

步骤三、将泄漏气体图像分别与挡光图像A和挡光图像B进行差分运算，将两次差分运算的结果取平均获得去除盲元的泄漏气体图像；

将背景图像分别与挡光图像A和挡光图像B进行差分运算，将两次差分运算的结果取平均获得去除盲元的背景图像；

步骤四、对挡光图像A和挡光图像B进行灰度差异分析，获得非均匀校正模型，利用该非均匀校正模型对去除盲元的泄漏气体图像和去除盲元的背景图像分别进行非均匀性校正；

步骤五、将校正后的泄漏气体图像和背景图像进行差分运算，获得最终图像。

进一步地，步骤一采用如下具体步骤设计滤光盘：

步骤101、计算用于确定滤光片和挡光片形状的阿基米德螺旋线的线形；

以滤光盘的圆心作为坐标原点，建立滤光盘上阿基米德螺旋线的极坐标表达式为：

r＝χθ

其中，r是极径，θ是极角，χ是比例系数；

取：

$\mathrm{\χ}=\frac{2p\sqrt{m^2+n^2}}{\mathrm{\π}}$

其中，p为红外焦平面探测器的像元间距，m×n为红外焦平面探测器的像元规模；

步骤102、确定滤光盘的半径；

计算滤光盘有效滤光区的最小半径，令滤光盘中阿基米德螺旋线的最小极径为r_min：

$r_{\min }=\frac{\mathrm{\π}}{3}\mathrm{\χ}$

滤光盘有效滤光区的最小半径R₁为：R₁=r_min+AC；

红外焦平面探测器为矩形ABCD，所述AC为矩形ABCD的对角线长度；

选择滤光盘有效滤光区半径R₀≥R₁，滤光盘有效滤光区半径R₀加上支撑结构和同步信号孔大小后作为最终的滤光盘半径R。

较优地，高发射率挡光片的发射率大于0.95，所述低发射率挡光片的发射率低于高发射率挡光片的发射率。

进一步地，获得非均匀校正模型的具体过程为：

步骤301、建立非均匀校正模型即：

Y_ij＝G_ijX_ij+O_ij

其中Y_ij为像元(i,j)的校正响应值，X_ij为像元(i,j)的响应值，G_ij为校正增益，O_ij为校正偏移量；

步骤302、假设挡光图像A中各像元的理想响应值均为V_A，挡光图像B中各像元的理想响应值均为V_B：

$\left\{\begin{array}{c}{V}_A=G_{\mathrm{ij}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(A\right)+O_{\mathrm{ij}}\\ V_B=G_{\mathrm{ij}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(B\right)+O_{\mathrm{ij}}\end{array}\right.$

X_ij(A)为挡光图像A中像元(i,j)的响应值，X_ij(B)为挡光图像B中像元(i,j)的响应值；

其中，V_A、V_B分别为：

$V_A=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(A\right)}{m\×n}$    $V_B=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(B\right)}{m\×n}$

则求解出校正增益G_ij和校正偏移量O_ij为：

$\left\{\begin{array}{c}{G}_{\mathrm{ij}}=\frac{V_A-V_B}{X_{\mathrm{ij}}\left(A\right)-X_{\mathrm{ij}}\left(B\right)}\\ O_{\mathrm{ij}}=\frac{V_A{X}_{\mathrm{ij}}\left(B\right)-V_B{X}_{\mathrm{ij}}\left(A\right)}{X_{\mathrm{ij}}\left(B\right)-X_{\mathrm{ij}}\left(A\right)}\end{array}\right.;$

由此获得非均匀校正模型。

有益效果：

(1)已有技术使用窄带滤光片的方法对气体泄漏进行红外成像，虽然提高了气体吸收光能占探测器接受总光能的百分比，使得系统具有较好的总体灵敏度，但是，增加窄带滤光片后，到达探测器的总光能降低，致使图像信噪比降低。本发明采用的是两片或两片以上的宽带长通滤光片，进入探测器的光通量大，图像信噪比高，同时，经过两片或两片以上的宽带长通滤光片滤光后的图像进行差分运算，相当于起到窄带滤光片的作用，也具有较高的探测灵敏度。因此，本发明可以兼具灵敏度高和信噪比高的优点。

(2)已有技术采用滤光片轮的气体泄漏红外成像方法，滤光片轮一般采用“转-停-转”的工作方式，效率较低，降低了时间分辨率。本发明根据非制冷红外焦平面探测器逐行读出的特点，采用阿基米德螺旋线形状的宽带长通滤光片构成圆形滤光盘，滤光盘以匀角速度连续转动，由于阿基米德螺旋线为“等速螺线”，探测器在极径方向上与滤光盘上阿基米德螺旋线的相对位置的改变也为匀速，因此可实现对探测器的匀速逐行推扫，使得经过滤光盘的红外辐射逐行照射在探测器上，曝光当前行的同时读出上一行的数据，获得比滤光片轮更高的滤光时间效能，提高了气体泄漏红外成像的时间效率，从而提高人眼观察和定位气体泄漏源的时间分辨率。

附图说明

图1为现有的滤光片轮示意图；

图2为SF6气体的红外吸收光谱曲线；

图3为阿基米德螺旋线的形状系数χ=13、滤光盘分光波段和挡光波段总数n′=4以及每片的曝光时间相同时的滤光盘的示意图；

图4带有两片滤光片、两片挡光片、和滤光片定位孔的滤光盘的三维示意图；

图5为两片宽带长通滤光片差分运算起到窄带滤光片的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例采用非制冷红外焦平面探测器对SF6气体进行泄漏成像，其中采用的非制冷焦平面探测器的参数为：探测器的像元规模320×240，像元间距50μm，帧频25Hz，工作波段8～14μm。

本实施例所成像的泄漏气体为SF6气体，其在探测器工作波段8～14μm内最强的红外吸收峰为10.5μm。SF6气体的红外吸收光谱曲线如图2所示。

本实施例中滤光盘的设计需求：2个滤光波段，2个挡光片，每一片的曝光时间相同。

根据以上参数，针对SF6气体的阿基米德螺旋线推扫滤光差分气体泄漏红外成像方法的主要步骤为：

步骤一，根据所使用的读出方式为逐行读出的红外焦平面探测的参数，结合专利“阿基米德螺旋线形滤光盘和滤光装置及其设计方法”（公开号:CN102981200A,公开日期:2013年3月20日）设计阿基米德螺旋线滤光盘。

在本实施例中滤光盘可以安装两个滤光片和两个挡光片的滤光盘；

滤光盘上滤光片和挡光片的形状均由阿基米德螺旋线确定，且两滤光片和两挡光片沿滤光盘圆周方向交替布设；

其中所述滤光片为背景滤光片和泄漏气体滤光片；

滤光盘上滤光片和挡光片的形状均由阿基米德螺旋线确定。

则本实施例中将阿基米德螺旋线滤光盘的设计分为阿基米德螺旋线滤光盘本体的设计以及本体所装滤光片的设计。

其中阿基米德螺旋线滤光盘本体的设计具体为

采用如下具体步骤：

步骤101、确定阿基米德螺旋线滤光盘的线形。

以滤光盘的圆心作为坐标原点，建立滤光盘上阿基米德螺旋线的极坐标表达式为：

r＝χθ

式（1）中，r是极径，θ是极角，χ是比例系数；

取：

$\mathrm{\χ}=\frac{2p\sqrt{m^2+n^2}}{\mathrm{\π}}$

式中，与滤光盘搭配使用的探测器的像元间距为p，像元规模为m×n；根据χ所决定的线形。

本实施例中，p=50μm，m=320，n=240，代入式(1)，求得本例中阿基米德螺旋线的形状系数χ：

$\mathrm{\χ}=\frac{4\×0.05\×\sqrt{{320}^2+{240}^2}}{2\×3.14}\≈13(\mathrm{mm}/\mathrm{rad})$

根据χ=13所决定的线形对滤光盘进行滤光区域划分，因本发明中滤光盘具有两个滤光片和两个挡光片，应该具有四个滤光区，因此所区域划分的结果如图3所示；

步骤102、确定阿基米德螺旋线滤光盘的半径。

确定了阿基米德螺旋线滤光盘的线形之后，需要再对该滤光盘的半径进行计算，才能够真正确定该阿基米德螺旋线滤光盘的形状。

首先，计算滤光盘中阿基米德螺旋线的最小极径r_min：

$r_{\min }=\frac{\mathrm{\π}}{3}\mathrm{\χ}$

则滤光盘有效滤光区的最小半径R₁为：R₁=r_min+AC；其中与滤光盘搭配使用的探测器为矩形ABCD，上述AC为矩形ABCD的对角线长度；

本发明中选择滤光盘有效滤光区半径R₀≥R₁；

滤光盘有效滤光区半径R₀加上支撑结构和同步信号孔大小后作为最终的滤光盘半径R。

本实施例中， $r_{\min }=\frac{\mathrm{\π}}{3}\mathrm{\χ}=\frac{3.14}{3}\×13=13.6\mathrm{mm},$ AC是探测器对角线长度， $\mathrm{AC}=p\sqrt{m+n^2}=0.05\×\sqrt{{320}^2+{240}^2}\≈20\mathrm{mm}.$

因此，R₁＝r_min+AC＝13.6+20＝33.6mm。

本实施例中从安全角度出发，同时计算了滤光盘有效滤光区安全半径R2，其中R2为探测器对角线长度AC的1.8倍，即R₂＝1.8×20＝36(mm)。

实际应用时，选择R₁和R₂之间较大值作为滤光盘有效滤光区半径R₀，则R₀取36mm作为本实例中滤光盘的有效滤光区半径。

滤光盘的外围留有一定的宽度用于安装支撑结构和布设同步信号孔，一般取为3.5mm。

因此，最终的滤光盘半径R为滤光盘有效滤光区半径R0与外围宽度之和的即为R₀+3.5＝36+3.5＝39.5mm。

根据上述方案所设计的阿基米德螺旋线滤光盘具有4个分光波段，能够划分出4个滤光区，可用来安装2个滤光片和2个挡光片。其中2个滤光片分别为背景滤光片、泄漏气体滤光片。在滤光盘上，对2个滤光片和2个挡光片进行安装时，2滤光片和2挡光片沿滤光盘圆周方向交替布设。

其中4个滤光片的设计具体为：

A，确定背景滤光片和泄漏气体滤光片的光谱范围：假设待测气体在红外焦平面探测器工作波段内的最强吸收峰为λp，则背景滤光片透过的光谱范围不包含泄漏气体的吸收峰λp；泄漏气体滤光片透过的光谱范围包含泄漏气体的吸收峰λp。

本例中氧化钒非制冷探测器的工作波段为8～14μm，待测气体SF6在此波段内的最强吸收峰对应的波长λp为10.5μm。

本例中SF6气体在氧化钒非制冷红外焦平面探测器工作波段内最强吸收峰对应的波长λp为10.5μm，所以背景滤光片的起始波长λb应大于10.5μm，如11.0μm，而泄漏气体滤光片的起始波长λg应小于10.5μm，如10.0μm。

B，确定两片挡光片的发射率：一般一片为高发射率挡光片，另一片为低发射率挡光片，其中高发射率挡光片的发射率大于0.95，低发射率挡光片的发射率低于高发射率挡光片的发射率。

本例中，高发射率设为大于0.99，低发射率设为0.5左右。

将两片滤光片和两片挡光片在阿基米德螺旋线滤光盘上，背景滤光片和泄漏气体滤光片之间通过挡光片相隔。本例中的放置顺序为：①泄漏气体滤光片，②高发射率挡光片，③背景滤光片，④低发射率挡光片，如图4所示。

步骤二，在利用红外焦平面探测器对待测泄漏气体进行红外成像时，使用依据步骤一至步骤四所设计的阿基米德螺旋线滤光盘对红外焦平面探测器进行推扫，则泄漏气体滤光片完全扫过红外焦平面探测器时获得泄漏气体图像，背景滤光片完全扫过红外焦平面探测器时获得背景图像，高发射率挡光片完全扫过红外焦平面探测器时获得挡光图像A，低发射率挡光片完全扫过红外焦平面探测器时获得挡光图像B。

步骤三，使用泄漏气体图像分别与挡光图像A和挡光图像B进行差分运算获得去除盲元的泄漏气体图像，背景图像分别与挡光图像A和挡光图像B进行差分运算获得去除盲元的背景图像。

步骤四，对挡光图像A和B进行灰度差异分析，获得非均匀校正模型，使用该非均匀校正模型对去除盲元的泄漏气体图像以及去除盲元的背景图像进行非均匀性校正。

其中计算非均匀校正模型采用的两点非均匀性校正方法，具体为：

步骤301、建立非均匀校正模型：

假设所使用的红外焦平面探测器的响应为线性响应，其响应方程为

X_ij＝A_ijφ+B_ij

其中X_ij为像元(i,j)的响应值，在本实施例中响应值可以为灰度值，A_ij为响应增益，B_ij为响应偏移系数，φ为输入辐射功率。若探测器上每个像元的增益和偏移系数的不同，则称该探测器出现非均匀性。对于满足线性响应、且增益和偏移系数不随时间变化的探测器，其非均匀校正模型也是线性模型，即：

Y_ij＝G_ijX_ij+O_ij

其中Y_ij为像元(i,j)的校正响应值，G_ij为校正增益，O_ij为校正偏移量；

步骤302、将挡光图像A、B代入非均匀校正模型，获得非均匀校正模型的参数：

本发明中所使用的两个不同发射率的挡光片等效于两个不同温度的均匀辐射黑体，基于均匀辐射黑体的特性，在理想情况下，当其中一个挡光片在对探测器进行推扫时，各像元的响应值应相同，即为理想响应值。假设挡光图像A中各像元的理想响应值均为V_H，挡光图像B中各像元的理想响应值均为V_L：

$\left\{\begin{array}{c}{V}_H=G_{\mathrm{ij}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(H\right)+O_{\mathrm{ij}}\\ V_L=G_{\mathrm{ij}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(L\right)+O_{\mathrm{ij}}\end{array}\right.$

X_ij(H)为像元(i,j)在挡光图像A中的响应值，X_ij(L)为像元(i,j)在挡光图像B中的响应值。

其中，A和B中的各像元的理想响应值使用所有像元的实际响应值的均值来表示，即：

$V_H=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(H\right)}{M\×N}$    $V_L=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(L\right)}{M\×N}$

从而可以求出校正增益G_ij和校正偏移量O_ij：

$\left\{\begin{array}{c}{G}_{\mathrm{ij}}=\frac{V_H-V_L}{X_{\mathrm{ij}}\left(H\right)-X_{\mathrm{ij}}\left(L\right)}\\ O_{\mathrm{ij}}=\frac{V_H{X}_{\mathrm{ij}}\left(L\right)-V_L{X}_{\mathrm{ij}}\left(H\right)}{X_{\mathrm{ij}}\left(L\right)-X_{\mathrm{ij}}\left(H\right)}\end{array}\right.$

由此获得非均匀校正模型Y_ij＝G_ijX_ij+O_ij；

则依据非均匀校正模型Y_ij＝G_ijX_ij+O_ij，将去除盲元的泄漏气体图像中的各像元响应值作为X_ij代入，获得该像素校正后的响应值。对于去除盲元的背景图像同样使用该校正模型进行非均匀性校正。

步骤五，将去除盲元的泄漏气体图像和去除盲元的背景图像进行差分运算，该处差分运算起到窄带滤光片的作用。该步骤的差分运算起到窄带滤光片的示意图如图5所示。

差分后的图像即为该方法所得结果，该图像便于人眼快速发现和定位气体泄漏源。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种阿基米德螺旋线推扫滤光差分气体泄漏红外成像方法，该方法适用于读出方式为逐行读出的红外焦平面探测器，其特征在于，该方法包括如下具体步骤：

步骤一、设计一个具有两个滤光片和两个挡光片的滤光盘；

滤光盘上滤光片和挡光片的形状均由阿基米德螺旋线确定，且两滤光片和两挡光片沿滤光盘圆周方向交替布设；

其中所述滤光片为背景滤光片和泄漏气体滤光片；

所述背景滤光片透过的光谱范围不包含最强吸收峰λp，泄漏气体滤光片透过的光谱范围包含最强吸收峰λp，所述λp为待测泄漏气体在红外焦平面探测器工作波段内的最强吸收峰；所述两片挡光片的其中一片为高发射率挡光片，另一片为低发射率挡光片；

步骤二、在利用红外焦平面探测器对待测泄漏气体进行红外成像时，利用所述具有4个滤光片的滤光盘对红外焦平面探测器进行推扫，则泄漏气体滤光片完全扫过红外焦平面探测器时获得泄漏气体图像，背景滤光片完全扫过红外焦平面探测器时获得背景图像，两片挡光片分别完全扫过红外焦平面探测器时获得挡光图像A和挡光图像B；

步骤三、将泄漏气体图像分别与挡光图像A和挡光图像B进行差分运算，将两次差分运算的结果取平均获得去除盲元的泄漏气体图像；

将背景图像分别与挡光图像A和挡光图像B进行差分运算，将两次差分运算的结果取平均获得去除盲元的背景图像；

步骤四、对挡光图像A和挡光图像B进行灰度差异分析，获得非均匀校正模型，利用该非均匀校正模型对去除盲元的泄漏气体图像和去除盲元的背景图像分别进行非均匀性校正；

步骤五、将校正后的泄漏气体图像和背景图像进行差分运算，获得最终图像。

2.如权利要求1所述的一种阿基米德螺旋线推扫滤光差分气体泄漏红外成像方法，其特征在于，所述步骤一采用如下具体步骤设计滤光盘：

步骤101、计算用于确定滤光片和挡光片形状的阿基米德螺旋线的线形；

以滤光盘的圆心作为坐标原点，建立滤光盘上阿基米德螺旋线的极坐标表达式为：

r＝χθ

其中，r是极径，θ是极角，χ是比例系数；

取：

$\mathrm{\χ}=\frac{2p\sqrt{m^2+n^2}}{\mathrm{\π}}$

其中，p为红外焦平面探测器的像元间距，m×n为红外焦平面探测器的像元规模；

步骤102、确定滤光盘的半径；

计算滤光盘有效滤光区的最小半径，令滤光盘中阿基米德螺旋线的最小极径为r_min：

$r_{\min }=\frac{\mathrm{\π}}{3}\mathrm{\χ}$

滤光盘有效滤光区的最小半径R₁为：R₁=r_min+AC；

红外焦平面探测器为矩形ABCD，所述AC为矩形ABCD的对角线长度；

选择滤光盘有效滤光区半径R₀≥R₁，滤光盘有效滤光区半径R₀加上支撑结构和同步信号孔大小后作为最终的滤光盘半径R。

3.如权利要求1所述的一种阿基米德螺旋线推扫滤光差分气体泄漏红外成像方法，其特征在于，所述高发射率挡光片的发射率大于0.95，所述低发射率挡光片的发射率低于高发射率挡光片的发射率。

4.如权利要求1所述的一种阿基米德螺旋线推扫滤光差分气体泄漏红外成像方法，其特征在于，所述获得非均匀校正模型的具体过程为：

步骤301、建立非均匀校正模型即：

Y_ij＝G_ijX_ij+O_ij

其中Y_ij为像元(i,j)的校正响应值，X_ij为像元(i,j)的响应值，G_ij为校正增益，O_ij为校正偏移量；

步骤302、假设挡光图像A中各像元的理想响应值均为V_A，挡光图像B中各像元的理想响应值均为V_B：

$\left\{\begin{array}{c}{V}_A=G_{\mathrm{ij}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(A\right)+O_{\mathrm{ij}}\\ V_B=G_{\mathrm{ij}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(B\right)+O_{\mathrm{ij}}\end{array}\right.$

X_ij(A)为挡光图像A中像元(i,j)的响应值，X_ij(B)为挡光图像B中像元(i,j)的响应值；

其中，V_A、V_B分别为：

$V_A=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(A\right)}{m\×n}$    $V_B=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_{\mathrm{ij}}\left(B\right)}{m\×n}$

则求解出校正增益G_ij和校正偏移量O_ij为：

$\left\{\begin{array}{c}{G}_{\mathrm{ij}}=\frac{V_A-V_B}{X_{\mathrm{ij}}\left(A\right)-X_{\mathrm{ij}}\left(B\right)}\\ O_{\mathrm{ij}}=\frac{V_A{X}_{\mathrm{ij}}\left(B\right)-V_B{X}_{\mathrm{ij}}\left(A\right)}{X_{\mathrm{ij}}\left(B\right)-X_{\mathrm{ij}}\left(A\right)}\end{array}\right.;$

由此获得非均匀校正模型。

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