[发明专利]一种利用可见光图像色度处理划分电晕放电阶段的方法

权利要求书

1.一种利用可见光图像色度处理划分电晕放电阶段方法，其特征在于，该方法包括：

A、利用高分辨率数码相机拍摄不同电压下的电晕放电真彩色图像；

B、从图像中选出放电区域，并将放电区域的真彩色图分解为R、G、B三个基色分量图；

C、去除背景干扰，提取不同放电电压下放电区域内各色度分量的灰度值，并计算色度分量的灰度占比；

D、根据色度分量灰度值随放电电压的变化趋势或色度分量占比的大小判断放电所处的阶段，进而实现电晕放电阶段的划分。

2.一种利用可见光图像色度处理识别参与放电气体方法，其特征在于，该方法包括：

A、利用高分辨率数码相机拍摄不同电压下的电晕放电真彩色图像；

B、从图像中选出放电区域，并将放电区域的真彩色图分解为R、G、B三个基色分量图；

C、去除背景干扰，提取不同放电电压下放电区域内各色度分量的灰度值，并计算各色度分量的灰度占比；

D、根据色度分量灰度值随放电电压的变化趋势或色度分量占比的大小识别参与放电的气体成分。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D中判断放电所处的阶段采用色度分量灰度值随放电电压的变化趋势，或色度分量占比的大小进行：

采用色度分量灰度值随放电电压的变化趋势进行判断：当各色度分量灰度值随放电电压缓慢增加，放电处于起晕阶段；各色度分量灰度值随放电电压较快增加，放电处于发展阶段；各色度分量灰度值随放电电压迅速增加，放电处于预击穿阶段；

采用色度分量占比的大小进行判断，分不同气体环境进行：

在空气中，当B分量和G分量的占比差值小于-5％时，放电处于起晕阶段；占比差值介于-5％和25％之间时，放电处于发展阶段；占比差值大于25％时，放电处于预击穿阶段；

在六氟化硫气体中，当B分量和R分量的占比差值小于5％时，放电处于起晕阶段；占比差值介于5％和25％之间时，放电处于发展阶段；占比差值大于25％时，放电处于预击穿阶段。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤D中识别参与放电气体成分采用色度分量灰度值随放电电压的变化趋势，或色度分量占比的大小进行：

采用色度分量灰度值随放电电压的变化趋势进行识别：当预击穿阶段相对发展阶段突变程度大的，识别为空气；预击穿阶段相对发展阶段突变程度小的，识别为六氟化硫气体；

采用色度分量占比的大小进行识别：在预击穿阶段，当B分量灰度占比最大，R分量灰度占比居中，G分量灰度占比最小时，识别为空气；当B分量灰度占比最大，G分量灰度占比居中，R分量灰度占比最小时，识别为六氟化硫气体。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

A1、选定数码相机分辨率，相机分辨率不低于2000万像素；

A2、设置数码相机的光圈F、曝光时间T、感光度为ISO和测光模式，以得到适当的曝光值，设定颜色模式为sRGB模式；

A3、固定数码相机，调整拍摄的位置和角度，使放电区域尽量处于图像的中心区域；

A4、增加电压直到击穿，拍摄电晕放电图像，每个放电电压下拍摄一张或多张，放电电压选取应当不低于四个。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：

B1、各放电电压选取的放电区域一致，放电区域的确定按肉眼可辨识的放电范围设置，选取包含电晕放电完整轮廓的矩形放电区域,记录放电区域的纵向像素点数为M，横向的像素点数为N；

B2、读取放电区域真彩色图像，并将真彩色图分解为R、G、B三个基色分量图。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括：

C1、放电区域内，每个基色分量图是由M×N个像素点组成，每个像素点由0-255级灰度表示，其中0代表黑色，255代表白色，统计放电区域内各色度分量图中所有像素点的灰度值之和S_i：

式(1)中，f(x,y)表示对应分量图中某像素点的灰度值，M为放电区域的纵向像素点数，N为横向的像素点数；

C2、按照式(1)计算得到没有施加电压下的背景真彩图像的各色度分量的灰度值之和，记为S_i0,按照式(2)进行去背景干扰处理，得到放电区域内各色度分量图的真实灰度值U_i：U_i＝S_i-S_i0 i∈(R、G、B) (2)

C3、若只拍摄一张，则C2求取的各色度分量真实灰度值就是此放电电压对应的色度分量灰度值；若拍摄多张，则求取平均值作为此放电电压对应的色度分量灰度值；

C4、根据放电区域内各色度分量的灰度值，计算得到不同色度R、G、B的色度分量占比U_ip: