[發明專利]一種用于電暈探測的紫外圖像故障定位處理系統及方法

有效

• 申請號: 201310226555.3
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103308833A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 張立強;張玉鈞;蔡毅敏;李宏斌
• 申請（專利權）人: 南京順泰科技有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 朱慶華

技術領域

本發明涉及電暈探測技術，尤其涉及用于電暈探測的紫外光譜探測技術。

背景技術

當架空輸電線路表面的電場強度超過空氣分子的游離強度，空氣分子就會被電離，這時可以聽到“刺刺”的放電聲，嗅到臭氧的氣味，在夜間還可以看見導線周圍發出的藍紫色熒光，這種現象稱為“電暈放電”或簡稱“電暈”。電暈要消耗電能，電暈放電時產生的脈沖電磁波對無線電和高頻通信會產生干擾。此外，電暈還會使導線表面發生腐蝕，從而降低了導線的使用壽命。

目前，架空輸電線路的線路巡檢主要采取遠紅外望遠鏡、超聲電暈探測器及人工目視檢查。由于電暈放電的目標小、強度弱，目視很難觀察到；而太陽光中含有很強的紅外線，用紅外線望遠鏡觀察誤檢率較高。另外紅外線檢查儀的響應速度慢，不適于航拍。有人曾試圖用沿線設置無線電探測器的方法進行電暈的測量，其唯一的優點是可連續檢測，但費用高，準確度低，安全性差是致命的弱點，難以實現。紫外光譜探測技術是一種新的探測方法，使用它可以在日光下獲得清晰的紫外光圖像，可靠方便，誤報率低。

電暈放電的紫外光譜主要在200～400nm波段。在空氣中，電暈放電的峰值波長在300～360nm。但是在300～360nm波段，地表太陽輻射比電暈強得多，而在“日盲”紫外波段(240～280?nm)電暈放電的強度要弱得多，但此時太陽在地表的背景輻射為零，因此，通常選擇在日盲波段進行電暈放電檢測。

用于電暈放電檢測的紫外成像系統的成像質量主要取決于其核心部件紫外像增強器和“日盲”紫外濾光片。這種核心部件的高端器件的具有高性能，但購買這些高性能的高端器件一直受到嚴格的限制。因此，常常不得不選用性能較低的低端紫外像增強器和低端“日盲”紫外濾光片作為核心部件。低端的紫外像增強器噪聲大，成像質量要差一些；另外紫外濾光片的性能指標也達不到高端的先進水平。因此，在現有條件下，系統的成像質量受到一定影響，噪聲較大，在信號較弱時，人眼直接觀察無法判別故障點的位置。

因此，需要提出一種紫外圖像故障定位處理裝置，可以清楚地定位故障點的位置。

發明內容

為解決本發明所提出的問題，本發明的目的是提供一種可以對紫外動態圖像進行分析和處理的系統和方法，可以有效抑制背景噪聲和紫外像增強器的熱噪聲并清晰地看到故障點所在位置。

所述紫外圖像故障定位處理系統包括分光鏡、日盲濾鏡、可見光透鏡、可見光成像、紫外透鏡、紫外成像探測器、圖像處理單元和圖像合成單元，分光鏡將目標光輻射信號分成透射光和反射光兩路光，透射光穿過可見光透鏡進入可見光成像CCD，反射光先經過日盲濾鏡，之后穿過紫外透鏡進入，紫外成像探測器的紫外圖像經過圖像處理單元進行圖像處理后，與可見光成像CCD形成的普通圖像一起，輸出到圖像合成單元，經過圖像合成單元的處理得到合成的輸出圖像。

所述紫外成像探測器包括紫外成像鏡頭、日盲紫外濾光片、光電陰極、微通道板、熒光屏和光纖光錐耦合CCD相機，光束經過紫外成像鏡頭后，再通過日盲紫外濾光片，照到光電陰極上，光束在光電陰極形成光電子，光電子經過微通道板204后，信號被增強放大并通過熒光屏轉化為可見光信號輸出，然后由光纖光錐耦合CCD相機得到紫外圖像。

所述紫外成像探測器和所述可見光成像CCD的視場范圍相同。

本發明的另一目的是提供一種用于電暈探測的紫外圖像處理方法。

所述紫外圖像處理方法，包括以下步驟：

1）輸入灰度圖像；

2）將灰度圖像進行自適應門限二值化，再將二值圖像加入到一個預先建立好的長度為N的圖像隊列，如果隊列長度大于N則刪除第1幀，那么此圖像隊列所存儲的便是最近的N幅二值圖像；

3）空間區域概率統計，對N幅二值圖像進行分析，統計在指定區域內不同坐標點1出現的概率，得到一幅概率圖像；

4）圖像濾波，概率圖像中每個坐標點的值代表這個位置上信號出現的概率，將當前灰度圖像的每一點像素的灰度值與對應坐標點的出現概率相乘，得到可以輸出的圖像；

5）輸出圖像。

空間區域概率統計步驟中還包括將整幅二值圖像劃分為很多個不同區域，在指定的圖塊中出現1就認為這個區域有信號出現，計數加1，統計N幅二值圖像中，指定區域出現信號的次數，當出現次數大于閾值時，計算每個像素點的信號出現概率，當出現次數小于閾值時，這個區域的所有像素點的信號出現概率為零。

本發明的另一目的是提供一種用于電暈探測的紫外圖像故障定位處理方法，對紫外動態圖像進行分析和處理，查找故障位置。