[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

说明书

本发明公开了一种利用可见光数字图像色度处理技术划分电晕放电阶段和识别参与放电气体成分的方法。该方法包括：利用高分辨率数码相机拍摄电晕放电的真彩色图像；从图像中选出放电区域，并将放电区域的真彩色图分解为三个基色分量图；去除背景干扰，提取各色度分量放电区域的灰度值并计算色度分量的灰度占比；根据色度分量灰度值随放电电压的变化趋势和色度分量占比的大小判断放电所处的阶段或者识别参与放电的气体成分。通过使用本发明所提供的方法，可以实现对电晕放电阶段的划分和识别参与放电的气体成分。

技术领域

本发明属于高电压绝缘技术和低温等离子体的气体放电诊断领域，更具体地，涉及一种利用可见光图像色度处理划分电晕放电阶段的方法。

背景技术

电晕放电一般分为起晕、发展和预击穿三个阶段。高电压绝缘领域，输电线路上的电晕放电会增加功率损耗和引起电磁波干扰，高压电器设备上的电晕放电则会加速设备的老化和劣化速度，划分放电的发展阶段，可用于分析放电强度和评估放电的危害性，进而提前做出预警。低温等离体子领域，电晕放电产生的等离子体在空气除尘、污水处理、有毒气体净化等方面发挥着重要的作用，诊断放电状态，判断放电阶段可以有效提高等离子体的应用效率。

高电压绝缘和低温等离子体领域的气体放电诊断技术，目前主要集中在电信号、光信号、电磁波、超声波、气体成分等方面。近年来，电晕放电光学信号检测技术得到了较快的发展。通过检测电晕放电“日盲”紫外波段光信号的紫外成像检测技术能够定位放电位置、判断放电状况，但成像质量较差，只有黑白两色，且设备造价高昂，限制了其应用范围；通过检测电晕放电红外波段光信号的红外成像检测技术需要依靠固体介质的温度来间接反映放电现象特征，对低温等离子体检测效果较差，且红外成像存在分辨率很低的缺点。目前，通过检测电晕放电可见光波段(400-760nm)的光学图像检测技术的研究较少，且研究多集中于光学图像的击穿路径和放电均匀性等形态学特征上。高电压绝缘技术和低温等离子体领域需要诊断的气体放电都是非热等离子体，利用可见光数字图像色度分析技术研究电晕放电未见报道。

利用造价相对低廉的高分辨率的数码相机，检测电晕放电的可见光数字图像，研究其色度学特征提取既可以提供新的诊断技术，也为放电的基础研究提供一个新的观察角度，同时还可为低温等离子体应用的过程控制和可见光下或特定光源的放电识别研究作出贡献。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种利用可见光图像色度处理划分电晕放电阶段的方法，其目的在于实现高电压绝缘和低温等离子体领域的电晕放电诊断，由此解决电晕放电阶段的划分和参与放电气体成分识别的技术问题。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种利用可见光图像色度处理划分电晕放电阶段方法，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。

进一步的，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：