CN102540025B - 一种基于宽比模型的紫外光子计数方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于数字图像处理领域，具体涉及一种基于宽比模型的紫外光子计数方法。本发明方法根据紫外成像技术拍摄的图片，识别电晕在图像中所成的光斑和相应的放电源，计算两者宽度的比例，以此作为判断放电严重程度的标准。本发明方法能精确提供宽比和放电严重程度判断结果，可以在电气设备多种缺陷和故障的检测中发挥积极作用。

Description

一种基于宽比模型的紫外光子计数方法

技术领域

本发明属于数字图像处理领域，具体涉及一种基于宽比模型的紫外光子计数方法。

背景技术

电气设备紫外成像检测技术可以检测电晕放电现象，能够较明确的给出故障的属性、部位和严重程度，不需另备辅助信号源和各种检测装置为设备检修提供依据，与其他检测手段相比，具有简单高效、直观形象，且不影响设备运行，安全方便的诸多优点。

根据电力设备运行维护经验可以知道，高压导体粗糙的表面、绝缘层表面污秽区、高压套管及导体终端绝缘处理不良，以及高压导线断股、压接不良，绝缘体残缺、破损等有绝缘缺陷的电气设备，在高电压运行时，会因为电场集中而发生放电现象。在高压设备电气放电时，根据放电严重程度的不同，会产生不同大小的电晕，放电越严重，电晕越大，高压设备受损越严重。并且在放电过程中，空气中的电子不断获得和释放能量，而当电子释放能量(即放电)时，便会放出紫外线。

紫外成像技术就是利用以上原理，接收设备放电时所产生电晕的紫外线，经成像后与可见光图像重叠，显示在仪器的屏幕上，达到确定电晕的位置和强度的目的，从而为进一步评估设备的运行情况提供更可靠的依据。

紫外光子计数是紫外成像技术测得的紫外光子数，用以表征电晕活动强度和放电严重程度的大小。光子数量受环境影响很大，其主要的影响因素有观测距离、仪器增益、气压、温度、湿度等，所以需要寻找一种更可靠的紫外光子计数方法。

通过现场的大量测试发现，现场中的放电源主要集中于悬式绝缘子、支柱绝缘子、金具和导线上。由于放电严重程度与电晕大小成正比，可以将放电源作为参照物，比较电晕和放电源的大小，以比值作为衡量放电严重程度的标准。

发明内容

本发明是针对以上问题，提供一种基于宽比模型的紫外光子计数方法，其精确提供宽比和放电严重程度判断结果，可以在电气设备多种缺陷和故障的现场检修中发挥积极作用。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于宽比模型的紫外光子计数方法，其方法包括以下步骤：

A、对放电源使用紫外线成像技术拍摄图片，并获得原始图像；

B、根据所述原始图像像素中灰度值的最大值和最小值计算阈值，并将所述阈值进行二值分割，得到放电源的宽度和光斑的宽度；

C、根据光斑的宽度与放电源宽度的比值判断放电严重程度。

步骤A中，获得原始图像的具体方法包括以下步骤：

A1、从紫外线成像技术拍摄的视频流中采样一帧图像；

A2、去掉帧头帧尾的无效像素，分离出该帧图像的有效像素；

A3、将所有有效像素的灰度值存储起来，得到所述的原始图像。

本发明的一种基于宽比模型的紫外光子计数方法，利用电晕在图像中所成的光斑和相应放电源的宽度比，确定放电严重程度，本发明能精确提供宽比和放电严重程度判断结果，可以在电气设备多种缺陷和故障的现场检修中发挥积极作用。

本发明的一种基于宽比模型的紫外光子计数方法，其能够将环境(如观测距离、仪器增益、气压、温度、湿度等)对紫外线光子数量的影响降到最低，从而准确判断出现场中的放电源的放电程度，给电气设备多种缺陷和故障的现场检修提供有力帮助。

附图说明

图1为本发明的一种基于宽比模型的紫外光子计数方法的方法流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的一种基于宽比模型的紫外光子计数方法作进一步的描述。

如附图1所示，本发明的一种基于宽比模型的紫外光子计数方法可通过如下具体实施例实现：

101：利用紫外线成像技术拍摄电气设备可能放电的部位，在视频流中采样一帧图像，去掉帧头帧尾的等无效像素，分离出该帧图像的有效像素；将所有有效像素的灰度值存储起来，得到所述的原始图像。

1011：遍历原始图像的所有像素，得到该帧图像所有像素灰度的最大值max、最小值min，计算阈值TH1，其中e1＝0.6。

TH1＝(max-min)*e1+min

1012：根据TH1对存储图像做二值分割，大于TH1的像素置为最大灰度，小于TH1的像素置为最小灰度。

1013：以水平方向为0°方向，每间隔5°取一个方向，一直到175°方向，从多个方向即0°、5°、10°、15°……175°统计图像最小像素灰度的数目，取最小值得到放电源的宽度W1。

1021：再次根据图像所有像素灰度的最大值max、最小值min，计算阈值TH2，其中e2＝0.98。

TH2＝(max-min)*e2+min

1022：根据TH2对存储图像做二值分割，大于TH2的像素置为最大灰度，小于TH2的像素置为最小灰度，统计最大像素灰度的数目，得到光斑的面积S，根据光斑的面积S计算光斑的宽度W2，其中

103：计算宽比ratio，

ratio＝W2/W1

104：根据实验结果，ratio在[0-5.00]范围内变化，当ratio>4时，放电严重程度为高度危险，当2.5<ratio<4时，放电严重程度为危险，当1.5<ratio<2.5时，放电严重程度为严重，当0.2<ratio<1.5时，放电严重程度为普通，当ratio<0.2时，放电严重程度为安全。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种基于宽比模型的紫外光子计数方法，其方法包括以下步骤：

101：利用紫外线成像技术拍摄电气设备可能放电的部位，在视频流中采样一帧图像，去掉帧头帧尾的无效像素，分离出该帧图像的有效像素；将所有有效像素的灰度值存储起来，得到原始图像；

1011：遍历原始图像的所有像素，得到该帧图像所有像素灰度的最大值max、最小值min，计算阈值TH1，其中e1＝0.6；

TH1＝(max-min)*e1+min

1012：根据TH1对存储图像做二值分割，大于TH1的像素置为最大灰度，小于TH1的像素置为最小灰度；

1013：以水平方向为0°方向，每间隔5°取一个方向，一直到175°方向，从多个方向即0°、5°、10°、15°……175°统计图像最小像素灰度的数目，取最小值得到放电源的宽度W1；

1021：再次根据图像所有像素灰度的最大值max、最小值min，计算阈值TH2，其中e2＝0.98；

TH2＝(max-min)*e2+min

1022：根据TH2对存储图像做二值分割，大于TH2的像素置为最大灰度，小于TH2的像素置为最小灰度，统计最大像素灰度的数目，得到光斑的面积S，根据光斑的面积S计算光斑的宽度W2，其中

103：计算宽比ratio，

ratio＝W2/W1

104：根据实验结果，ratio在[0-5.00]范围内变化，当ratio>4时，放电严重程度为高度危险，当2.5<ratio<4时，放电严重程度为危险，当1.5<ratio<2.5时，放电严重程度为严重，当0.2<ratio<1.5时，放电严重程度为普通，当ratio<0.2时，放电严重程度为安全。