一種基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法。該方法包括：使用預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源對日盲紫外成像儀進(jìn)行標(biāo)定；根據(jù)標(biāo)定后的標(biāo)定數(shù)據(jù)設(shè)置增益控制參數(shù)，并根據(jù)增益控制參數(shù)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)；使用所述日盲紫外成像儀對目標(biāo)位置的電暈放電進(jìn)行檢測，得到實(shí)際檢測數(shù)據(jù)；根據(jù)檢測數(shù)據(jù)計算得到對應(yīng)的目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度。通過使用本發(fā)明所提供的方法，可以對待檢測電暈的輻射亮度進(jìn)行定量檢測。
【專利說明】—種基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紫外成像檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，紫外成像檢測技術(shù)是近幾年來新興的一種遠(yuǎn)距離檢測交流高壓線路、輸變電設(shè)備外部絕緣狀態(tài)的新技術(shù)。該技術(shù)主要是通過“日盲”紫外波段(240?280nm)進(jìn)行電暈放電的檢測，從而能夠發(fā)現(xiàn)引起電場異常的設(shè)備缺陷，精確定位放電位置、觀察放電情況，再通過分析來判斷電暈放電對電氣設(shè)備外絕緣造成的危害。該項技術(shù)因其具有簡單高效、直觀形象、且不影響設(shè)備運(yùn)行、安全方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中逐漸得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。
[0003]在該檢測技術(shù)中，紫外探測器和對應(yīng)的電暈檢測方法是影響最終檢測結(jié)果的兩個關(guān)鍵因素。在紫外探測器方面，由于被探測的紫外信號極其微弱，因此必須對被探測的紫外信號進(jìn)行增強(qiáng)后才能進(jìn)行探測。在現(xiàn)有技術(shù)中，能夠進(jìn)行增強(qiáng)的成像探測器主要有電子倍增電荷耦合器件(EMCCD)和增強(qiáng)電荷耦合器件(ICCD)兩種。其中，EMCCD需要制冷，因此體積和功耗都較大，并且價格也比較貴。ICXD由像增強(qiáng)器和普通可見光CXD經(jīng)光纖光錐耦合而成，其體積小，無需制冷且價格較便宜，因此，目前市場上成熟的紫外電暈檢測設(shè)備均采用ICCD作為紫外探測器。在該ICCD探測器中，是通過控制外部電壓來調(diào)節(jié)加載在內(nèi)部微通道板(MCP)兩端的倍增高壓，從而實(shí)現(xiàn)增益的調(diào)節(jié)。其中，控制電壓與增益之間近似指數(shù)關(guān)系。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中的紫外電暈檢測設(shè)備中，對當(dāng)前增益的控制都是通過手動調(diào)節(jié)外部電壓的方式來實(shí)現(xiàn)，而無法自動對增益進(jìn)行控制，因此難以隨時保證日盲紫外ICCD在特定增益時工作在線性區(qū)；而且，由于是通過手動的方式對增益進(jìn)行控制，因此增益調(diào)節(jié)的速度也較慢，調(diào)節(jié)精度也比較低?；谏鲜龅脑?，現(xiàn)有技術(shù)中成熟的紫外電暈檢測方法均是首先通過紫外探測器獲取待檢測電暈的紫外圖像，然后計算紫外圖像中目標(biāo)電暈的光子數(shù)，并根據(jù)光子數(shù)的多少定性(而不是定量)地分析放電量的大小。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的電暈檢測方法都只能對電暈進(jìn)行定性探測，所以只能確定故障點(diǎn)的位置，而不能提供故障點(diǎn)的電暈所產(chǎn)生的輻射亮度的具體數(shù)值，因此難以對待檢測電暈的輻射亮度進(jìn)行定量檢測，從而難以準(zhǔn)確地反映電力設(shè)備損傷的真實(shí)情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法，從而可以對待檢測電暈的輻射亮度進(jìn)行定量檢測。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法，該方法包括:
[0007]A、使用預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源對日盲紫外成像儀進(jìn)行標(biāo)定；
[0008]B、根據(jù)標(biāo)定后的標(biāo)定數(shù)據(jù)設(shè)置增益控制參數(shù)，并根據(jù)增益控制參數(shù)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)；
[0009]C、使用所述日盲紫外成像儀對目標(biāo)位置的電暈放電進(jìn)行檢測，得到實(shí)際檢測數(shù)據(jù)；
[0010]D、根據(jù)檢測數(shù)據(jù)計算得到對應(yīng)的目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度。
[0011]較佳的，所述步驟A包括:
[0012]Al、預(yù)先設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)紫外光源；
[0013]A2、保持日盲紫外成像儀的增益不變，在當(dāng)前增益的增益控制電壓的范圍內(nèi)，選擇N個電壓值作為當(dāng)前增益的控制點(diǎn)電壓；
[0014]A3、對于每一個控制點(diǎn)電壓，逐步調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度，使日盲紫外成像儀輸出的紫外圖像中的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的亮度由暗到亮發(fā)生變化，直至飽和；
[0015]A4、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的各種輻射亮度與對應(yīng)的日盲紫外成像儀輸出的紫外圖像，建立并存儲每一個控制點(diǎn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值、飽和度的關(guān)系曲線。
[0016]較佳的，所述步驟A4包括:
[0017]在每個控制點(diǎn)電壓，選取標(biāo)準(zhǔn)紫外光源由暗到亮直至飽和過程中對應(yīng)每個階段的M幀圖像；
[0018]在每幀圖像中提取標(biāo)準(zhǔn)紫外光源，并計算該標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的目標(biāo)平均灰度值、飽和度和對應(yīng)的大氣透過率；
[0019]根據(jù)計算結(jié)果建立并存儲每一個控制點(diǎn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值、飽和度的關(guān)系曲線。
[0020]較佳的，所述步驟B包括:
[0021]B1、在每一個控制點(diǎn)電壓的所述關(guān)系曲線中，選擇一個標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值呈線性關(guān)系的線性區(qū)；
[0022]B2、將所選擇的線性區(qū)中的紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值的最大值Pmax、最小值Pmin和最大飽和度Smax設(shè)置為增益控制參數(shù)；
[0023]B3、根據(jù)增益控制參數(shù)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。
[0024]較佳的，所述步驟B3包括:
[0025]實(shí)時計算日盲紫外成像儀的各個輸出圖像中的目標(biāo)平均灰度值Pt和飽和度St ；
[0026]當(dāng)St > Smax或Pt > Pfflax時，調(diào)節(jié)日盲紫外成像儀的像增強(qiáng)器的增益控制電壓，減小像增強(qiáng)器的增益，直到St ( Smax且Pt彡P(guān)fflax ；
[0027]當(dāng)Pt < Pmin時，調(diào)節(jié)日盲紫外成像儀的像增強(qiáng)器的增益控制電壓，增大像增強(qiáng)器的增￡fL，直到 Pt ^ Pmin°
[0028]較佳的，所述檢測數(shù)據(jù)包括:
[0029]日盲紫外成像儀的輸出圖像。
[0030]較佳的，所述檢測數(shù)據(jù)中還進(jìn)一步包括:
[0031]與所述日盲紫外成像儀的輸出圖像對應(yīng)的像增強(qiáng)器的增益控制電壓、大氣條件參數(shù)和目標(biāo)距離。
[0032]較佳的，所述步驟D包括:
[0033]根據(jù)檢測數(shù)據(jù)中的像增強(qiáng)器的增益控制電壓確定與所述增益控制電壓對應(yīng)的關(guān)系曲線；
[0034]在所確定的關(guān)系曲線的線性區(qū)中選取m個點(diǎn)上的輻射亮度和對應(yīng)的目標(biāo)平均灰度值；
[0035]根據(jù)所選取的每個點(diǎn)所對應(yīng)的大氣透過率、目標(biāo)距離、當(dāng)前增益、輻射亮度和對應(yīng)的目標(biāo)平均灰度值，計算得到與每個點(diǎn)對應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)；
[0036]根據(jù)每個點(diǎn)對應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)計算系統(tǒng)參數(shù)平均值；
[0037]根據(jù)所述系統(tǒng)參數(shù)平均值、大氣透過率、目標(biāo)距離、當(dāng)前增益和對應(yīng)的目標(biāo)平均灰度值，計算得到目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度。
[0038]較佳的，通過如下所述的公式計算所述每個點(diǎn)對應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)和目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度:
[0039]P XR$GXL

R2
[0040]其中，P為紫外成像儀的輸出圖像的目標(biāo)平均灰度值，k為與所述日盲紫外成像儀相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)，R為目標(biāo)距離，τ (R)為大氣透過率，G為日盲紫外成像儀中的像增強(qiáng)器的增益，L為輻射亮度。
[0041]如上可見，在本發(fā)明中的基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法中，由于先使用預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源對日盲紫外成像儀進(jìn)行標(biāo)定，接著根據(jù)標(biāo)定后的標(biāo)定數(shù)據(jù)設(shè)置增益控制參數(shù)，并根據(jù)增益控制參數(shù)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)；然后再使用所述日盲紫外成像儀對目標(biāo)位置的電暈放電進(jìn)行檢測，得到實(shí)際檢測數(shù)據(jù)，并根據(jù)檢測數(shù)據(jù)計算得到對應(yīng)的目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度，從而可以實(shí)現(xiàn)對待檢測電暈的輻射亮度進(jìn)行定量檢測而不僅僅是進(jìn)行定性分析。另外，由于在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還可以根據(jù)所設(shè)置的增益控制參數(shù)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，從而可以證標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與輸出圖像的目標(biāo)平均灰度值工作在線性區(qū)；此外，由于在本發(fā)明的技術(shù)方案中，將線性區(qū)中的紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值和最大飽和度作為上述的增益控制參數(shù)，從而大大減少了圖像數(shù)據(jù)處理的工作量，提高了增益調(diào)節(jié)速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的日盲紫外成像儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0044]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0045]本實(shí)施例提供了一種基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法。
[0046]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的日盲紫外成像儀的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述日盲紫外成像儀(即日盲紫外IC⑶成像系統(tǒng))包括:紫外透鏡、紫外濾光片、光電陰極、微通道板、熒光屏和電荷耦合元件(CCD)。
[0047]當(dāng)使用上述日盲紫外ICXD成像系統(tǒng)時，目標(biāo)紫外輻射首先經(jīng)過大氣傳輸?shù)竭_(dá)系統(tǒng)的光學(xué)子系統(tǒng)入射面，接著經(jīng)過紫外透鏡和紫外濾光片等組成的光學(xué)子系統(tǒng)后到達(dá)像增強(qiáng)器(包括光電陰極、微通道板和熒光屏)中的光電陰極，然后經(jīng)過像增強(qiáng)器中的光電陰極的光電轉(zhuǎn)換和微通道板的電子倍增后到達(dá)熒光屏，最后熒光屏上的可見光輻射經(jīng)過光纖光錐后傳到電荷耦合器件(CCD)靶面上，經(jīng)CCD成像后輸出視頻信號。
[0048]當(dāng)上述日盲紫外ICXD成像系統(tǒng)中各組成部分的參數(shù)確定并安裝調(diào)試后，若目標(biāo)距離成像系統(tǒng)鏡頭的距離(即目標(biāo)距離)為R，則C⑶輸出圖像的平均灰度值P與目標(biāo)的輻射殼度L存在如下關(guān)系:
[0049]P =kXT(R ^GXL( I )

R ^
[0050]其中，k為與所述日盲紫外IC⑶成像系統(tǒng)相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)，當(dāng)所述日盲紫外ICXD成像系統(tǒng)確定后，該參數(shù)k為固定值，τ (R)為大氣透過率，G為像增強(qiáng)器的增益。
[0051]由公式⑴可知，當(dāng)R確定后，τ (R)即可通過計算得到，此時公式⑴可簡化為:
[0052]P = Ii1XGXL (2)
[0053]其中，Ic1為與所述日盲紫外IC⑶成像系統(tǒng)、目標(biāo)距離和大氣參數(shù)相關(guān)的參數(shù)，當(dāng)日盲紫外ICCD成像系統(tǒng)、目標(biāo)距離和大氣參數(shù)確定后，該參數(shù)Ic1為固定值。
[0054]由公式⑵可以看出，對于特定距離和大氣條件下的目標(biāo)，當(dāng)像增強(qiáng)器的增益G為某個固定值時，CCD輸出圖像的平均灰度值P與目標(biāo)的輻射亮度L存在一定的線性關(guān)系。而當(dāng)目標(biāo)的輻射亮度L不變時，CCD輸出圖像的平均灰度值P與像增強(qiáng)器的增益G也存在一定的線性關(guān)系。
[0055]因此，為了能夠定量地由CXD輸出圖像的平均灰度值P計算出目標(biāo)的輻射亮度L，首先需要找到一個合適的像增強(qiáng)器增益值G對目標(biāo)進(jìn)行檢測。
[0056]所以，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，提出了使用自動增益控制技術(shù)，以保證日盲紫外ICXD成像系統(tǒng)在特定增益時工作在線性區(qū)，同時通過預(yù)先測定的日盲紫外ICXD成像系統(tǒng)在不同增益下的標(biāo)定數(shù)據(jù)，對所需檢測的電暈的電暈圖像進(jìn)行處理，從而計算出目標(biāo)電暈的實(shí)際輻射亮度。
[0057]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法的流程示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中的基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法主要包括:。
[0058]步驟21，使用預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源對日盲紫外成像儀進(jìn)行標(biāo)定。
[0059]為了實(shí)現(xiàn)對待檢測電暈的輻射亮度的定量檢測，首先必須對電暈探測系統(tǒng)(即日盲紫外成像儀)進(jìn)行標(biāo)定，其基本過程是針對已知輻射亮度的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源進(jìn)行測量，從而建立標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與日盲紫外成像儀(例如，日盲紫外ICCD成像系統(tǒng))所輸出的紫外圖像的平均灰度值、飽和度之間的關(guān)系。
[0060]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，上述步驟21可以使用多種方式來實(shí)現(xiàn)。以下將以其中的一種實(shí)現(xiàn)方式為例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
[0061]較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述步驟21可以包括:
[0062]步驟211，預(yù)先設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)紫外光源。
[0063]步驟212，保持日盲紫外成像儀的增益G不變，在當(dāng)前增益G的增益控制電壓的范圍內(nèi)，選擇N個電壓值作為當(dāng)前增益的控制點(diǎn)電壓。
[0064]例如，可以首先在日盲紫外成像儀中確定一個像增強(qiáng)器的增益G，然后保持該當(dāng)前增益G不變，對于該當(dāng)前增益G，當(dāng)所述日盲紫外成像儀的外部的增益控制電壓的范圍為aV?bV時，則可以在區(qū)間[a，b]中選擇N個電壓值作為該當(dāng)前增益G的控制點(diǎn)電壓。
[0065]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，在實(shí)際選擇上述N個控制點(diǎn)電壓時，可以參照日盲紫外成像儀的增益G隨增益控制電壓的變化曲線選擇N個電壓值作為控制點(diǎn)電壓。當(dāng)上述N個電壓值選定之后，對應(yīng)于每一個選定的電壓值的像增強(qiáng)器的增益G是一個固定值。
[0066]步驟213，對于每一個控制點(diǎn)電壓，逐步調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度L，使日盲紫外成像儀輸出的紫外圖像中的目標(biāo)(即標(biāo)準(zhǔn)紫外光源)的亮度由暗到亮發(fā)生變化，直至飽和。
[0067]較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，在本步驟中，還可以同步記錄并存儲對應(yīng)的大氣條件參數(shù)和目標(biāo)距離等信息。
[0068]步驟214，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的各種輻射亮度與對應(yīng)的日盲紫外成像儀輸出的紫外圖像，建立并存儲每一個控制點(diǎn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值、飽和度的關(guān)系曲線。
[0069]由于日盲紫外ICXD成像系統(tǒng)的輸出圖像一般都沒有復(fù)雜的背景信息，背景灰度強(qiáng)度比較低，目標(biāo)(即標(biāo)準(zhǔn)紫外光源)與背景對比度較高，因此，目標(biāo)的平均灰度值Pt決定了整幅輸出圖像的平均灰度值P。同時，由于實(shí)際測量的紫外圖像中目標(biāo)一般只占據(jù)整幅輸出圖像中較小的區(qū)域，容易出現(xiàn)局部過飽和的現(xiàn)象，因此還需要對目標(biāo)的飽和度St進(jìn)行分析。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，可以將St可定義為目標(biāo)像素中灰度值超過閾值&(例如，典型值為235)的像素數(shù)與目標(biāo)總像素數(shù)之比。因此可知，所述日盲紫外成像儀的的輸出圖像變化情況可通過平均灰度值Pt和飽和度St來體現(xiàn)，所以，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的各種輻射亮度與對應(yīng)的日盲紫外成像儀輸出的紫外圖像，即可建立每一個控制點(diǎn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值、飽和度的關(guān)系曲線。
[0070]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，上述步驟214也可以使用多種方式來實(shí)現(xiàn)。以下將以其中的一種實(shí)現(xiàn)方式為例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
[0071]例如，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例時，所述步驟214可以包括:
[0072]步驟2141，在每個控制點(diǎn)電壓，選取標(biāo)準(zhǔn)紫外光源由暗到亮直至飽和過程中對應(yīng)每個階段的M幀圖像。
[0073]較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述M的取值可以根據(jù)實(shí)際情況預(yù)先設(shè)定。例如，可以預(yù)先設(shè)置M的取值為5。
[0074]步驟2142，在每幀圖像中提取標(biāo)準(zhǔn)紫外光源，并計算該標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的目標(biāo)平均灰度值Pt、飽和度St和對應(yīng)的大氣透過率τ (R)。
[0075]步驟2143，根據(jù)計算結(jié)果建立并存儲每一個控制點(diǎn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值Pt、飽和度St的關(guān)系曲線。
[0076]通過上述的步驟2141?2143，即可建立并存儲每一個控制點(diǎn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值Pt、飽和度St的關(guān)系曲線。而
[0077]通過上述的步驟211?214，即可使用預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源對日盲紫外成像儀進(jìn)行標(biāo)定。
[0078]步驟22，根據(jù)標(biāo)定后的標(biāo)定數(shù)據(jù)設(shè)置增益控制參數(shù)，并根據(jù)增益控制參數(shù)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。
[0079]由上述所描述的內(nèi)容可知，日盲紫外成像儀的的輸出圖像變化情況可通過目標(biāo)平均灰度值Pt和飽和度St來體現(xiàn)，因此可以通過計算和分析日盲紫外成像儀的輸出圖像的目標(biāo)平均灰度值Pt和飽和度St來調(diào)節(jié)日盲紫外成像儀中的像增強(qiáng)器的增益G，從而保證標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度L與輸出圖像的目標(biāo)平均灰度值Pt工作在線性區(qū)，即在該線性區(qū)中，L與Pt呈線性關(guān)系。
[0080]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，上述步驟22也可以使用多種方式來實(shí)現(xiàn)。以下將以其中的一種實(shí)現(xiàn)方式為例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
[0081]例如，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例時，所述步驟22可以包括:
[0082]步驟221，在每一個控制點(diǎn)電壓的所述關(guān)系曲線中，選擇一個標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值呈線性關(guān)系的線性區(qū)。
[0083]在本步驟中，可以在每一個控制點(diǎn)電壓的所述關(guān)系曲線中都選擇一個線性區(qū)，在該線性區(qū)中，標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值呈線性關(guān)系。
[0084]步驟222，將所選擇的線性區(qū)中的紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值的最大值、最小值和最大飽和度設(shè)置為增益控制參數(shù)。
[0085]在本步驟中，可以將所選擇的每一個控制點(diǎn)電壓的線性區(qū)中的目標(biāo)平均灰度值的最大值Pmax、最小值Pmin和最大飽和度Smax設(shè)置為增益控制參數(shù)，從而可以保證紫外光源的輻射亮度L與輸出圖像的目標(biāo)平均灰度值Pt工作在線性區(qū)。
[0086]步驟223，根據(jù)增益控制參數(shù)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。
[0087]在設(shè)置了增益控制參數(shù)之后，即可根據(jù)所設(shè)置的增益控制參數(shù)，并使用相應(yīng)的處理電路和控制電路實(shí)現(xiàn)對日盲紫外成像儀(即日盲紫外ICXD成像系統(tǒng))的增益G的自動調(diào)節(jié)。
[0088]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，上述步驟223也可以使用多種方式來實(shí)現(xiàn)。以下將以其中的一種實(shí)現(xiàn)方式為例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
[0089]例如，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例時，所述步驟223可以包括:
[0090]步驟2231，實(shí)時計算日盲紫外成像儀的各個輸出圖像中的目標(biāo)平均灰度值Pt和飽和度St。
[0091]步驟2232，當(dāng)St > Sfflax或Pt > Pfflax時，調(diào)節(jié)日盲紫外成像儀的像增強(qiáng)器的增益控制電壓，減小像增強(qiáng)器的增益，直到St ( Sfflax且Pt彡P(guān)fflax ；
[0092]當(dāng)Pt < Pmin時，調(diào)節(jié)日盲紫外成像儀的像增強(qiáng)器的增益控制電壓，增大像增強(qiáng)器的增￡fL，直到 Pt ^ Pmin°
[0093]通過上述的步驟2231?2232，即可實(shí)現(xiàn)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，從而保證紫外光源的輻射亮度L與輸出圖像的目標(biāo)平均灰度值Pt工作在線性區(qū)。
[0094]步驟23，使用所述日盲紫外成像儀對目標(biāo)位置的電暈放電進(jìn)行檢測，得到實(shí)際檢測數(shù)據(jù)。
[0095]當(dāng)對日盲紫外成像儀(即日盲紫外IC⑶成像系統(tǒng))進(jìn)行標(biāo)定和實(shí)現(xiàn)自動增益控制之后，即可使用所述日盲紫外成像儀對目標(biāo)位置的電暈放電進(jìn)行電暈檢測，得到實(shí)際檢測數(shù)據(jù)。
[0096]較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述檢測數(shù)據(jù)包括:日盲紫外成像儀的輸出圖像。通過該日盲紫外成像儀的輸出圖像即可獲知該輸出圖像的目標(biāo)平均灰度值Pt、飽和度St。
[0097]另外，在對目標(biāo)位置的電暈放電進(jìn)行檢測，實(shí)時記錄紫外電暈檢測圖像以得到實(shí)際檢測數(shù)據(jù)的同時，還可以同步記錄對應(yīng)的像增強(qiáng)器的外部增益控制電壓、大氣條件參數(shù)和目標(biāo)距離等信息。因此，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述檢測數(shù)據(jù)中還可以包括:與所述日盲紫外成像儀的輸出圖像對應(yīng)的像增強(qiáng)器的外部增益控制電壓、大氣條件參數(shù)和目標(biāo)距離等信息。
[0098]步驟24，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)計算得到對應(yīng)的目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度。
[0099]在使用標(biāo)定后的日盲紫外成像儀對目標(biāo)位置的電暈放電進(jìn)行檢測得到實(shí)際檢測數(shù)據(jù)之后，即可對所得到的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計算，以得到對應(yīng)的目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度。
[0100]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，上述步驟24也可以使用多種方式來實(shí)現(xiàn)。以下將以其中的一種實(shí)現(xiàn)方式為例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
[0101]例如，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例時，所述步驟24可以包括:
[0102]步驟241，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)中的像增強(qiáng)器的增益控制電壓確定與所述增益控制電壓對應(yīng)的關(guān)系曲線。
[0103]步驟242，在所確定的關(guān)系曲線的線性區(qū)中選取m個點(diǎn)上的輻射亮度和對應(yīng)的目標(biāo)平均灰度值。
[0104]較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述m的取值可以預(yù)先設(shè)置。例如，可以將m的取值設(shè)為3，即在線性區(qū)中選取3個點(diǎn)。
[0105]步驟243，根據(jù)所選取的每個點(diǎn)所對應(yīng)的大氣透過率、目標(biāo)距離、當(dāng)前增益、輻射亮度和對應(yīng)的目標(biāo)平均灰度值，計算得到與每個點(diǎn)對應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)。
[0106]較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，可以通過上述公式(I)計算得到與每個點(diǎn)對應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)k。如果m的取值為3，則可以計算得到三個系統(tǒng)參數(shù):k1、k2和k3。
[0107]步驟244，根據(jù)每個點(diǎn)對應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)計算系統(tǒng)參數(shù)平均值。
[0108]步驟245，根據(jù)所述系統(tǒng)參數(shù)平均值、大氣透過率、目標(biāo)距離、當(dāng)前增益和對應(yīng)的目標(biāo)平均灰度值，計算得到目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度。
[0109]較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)平均值、大氣透過率、目標(biāo)距離、當(dāng)前增益和對應(yīng)的目標(biāo)平均灰度值已知時，即可通過上述公式(I)計算得到目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度L。
[0110]綜上可知，在本發(fā)明中的基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法中，由于先使用預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源對日盲紫外成像儀進(jìn)行標(biāo)定，接著根據(jù)標(biāo)定后的標(biāo)定數(shù)據(jù)設(shè)置增益控制參數(shù)，并根據(jù)增益控制參數(shù)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)；然后再使用所述日盲紫外成像儀對目標(biāo)位置的電暈放電進(jìn)行檢測，得到實(shí)際檢測數(shù)據(jù)，并根據(jù)檢測數(shù)據(jù)計算得到對應(yīng)的目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度，從而可以實(shí)現(xiàn)對待檢測電暈的輻射亮度進(jìn)行定量檢測而不僅僅是進(jìn)行定性分析。另外，由于在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還可以根據(jù)所設(shè)置的增益控制參數(shù)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，從而可以證標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與輸出圖像的目標(biāo)平均灰度值工作在線性區(qū)；此外，由于在本發(fā)明的技術(shù)方案中，將線性區(qū)中的紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值和最大飽和度作為上述的增益控制參數(shù)，從而大大減少了圖像數(shù)據(jù)處理的工作量，提高了增益調(diào)節(jié)速度。
[0111]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于日盲紫外成像儀的電暈檢測方法，其特征在于，該方法包括: A、使用預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源對日盲紫外成像儀進(jìn)行標(biāo)定； B、根據(jù)標(biāo)定后的標(biāo)定數(shù)據(jù)設(shè)置增益控制參數(shù)，并根據(jù)增益控制參數(shù)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)； C、使用所述日盲紫外成像儀對目標(biāo)位置的電暈放電進(jìn)行檢測，得到實(shí)際檢測數(shù)據(jù)； D、根據(jù)檢測數(shù)據(jù)計算得到對應(yīng)的目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A包括: Al、預(yù)先設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)紫外光源； A2、保持日盲紫外成像儀的增益不變，在當(dāng)前增益的增益控制電壓的范圍內(nèi)，選擇N個電壓值作為當(dāng)前增益的控制點(diǎn)電壓； A3、對于每一個控制點(diǎn)電壓，逐步調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度，使日盲紫外成像儀輸出的紫外圖像中的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的亮度由暗到亮發(fā)生變化，直至飽和； A4、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的各種輻射亮度與對應(yīng)的日盲紫外成像儀輸出的紫外圖像，建立并存儲每一個控制點(diǎn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值、飽和度的關(guān)系曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟A4包括: 在每個控制點(diǎn)電壓，選取標(biāo)準(zhǔn)紫外光源由暗到亮直至飽和過程中對應(yīng)每個階段的M幀圖像； 在每幀圖像中提取標(biāo)準(zhǔn)紫外光源，并計算該標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的目標(biāo)平均灰度值、飽和度和對應(yīng)的大氣透過率； 根據(jù)計算結(jié)果建立并存儲每一個控制點(diǎn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值、飽和度的關(guān)系曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括: B1、在每一個控制點(diǎn)電壓的所述關(guān)系曲線中，選擇一個標(biāo)準(zhǔn)紫外光源的輻射亮度與對應(yīng)紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值呈線性關(guān)系的線性區(qū)； B2、將所選擇的線性區(qū)中的紫外圖像的目標(biāo)平均灰度值的最大值Pmax、最小值Pmin和最大飽和度Smax設(shè)置為增益控制參數(shù)； B3、根據(jù)增益控制參數(shù)對日盲紫外成像儀的增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟B3包括: 實(shí)時計算日盲紫外成像儀的各個輸出圖像中的目標(biāo)平均灰度值Pt和飽和度St ； 當(dāng)St > Smax或Pt > Pfflax時，調(diào)節(jié)日盲紫外成像儀的像增強(qiáng)器的增益控制電壓，減小像增強(qiáng)器的增益，直到St ( S-且Pt彡P(guān)fflax ； 當(dāng)Pt < Pfflin時，調(diào)節(jié)日盲紫外成像儀的像增強(qiáng)器的增益控制電壓，增大像增強(qiáng)器的增 直到 Pt ^ Pmin°
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測數(shù)據(jù)包括: 日盲紫外成像儀的輸出圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述檢測數(shù)據(jù)中還進(jìn)一步包括: 與所述日盲紫外成像儀的輸出圖像對應(yīng)的像增強(qiáng)器的增益控制電壓、大氣條件參數(shù)和目標(biāo)距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟D包括: 根據(jù)檢測數(shù)據(jù)中的像增強(qiáng)器的增益控制電壓確定與所述增益控制電壓對應(yīng)的關(guān)系曲線.在所確定的關(guān)系曲線的線性區(qū)中選取m個點(diǎn)上的輻射亮度和對應(yīng)的目標(biāo)平均灰度值；根據(jù)所選取的每個點(diǎn)所對應(yīng)的大氣透過率、目標(biāo)距離、當(dāng)前增益、輻射亮度和對應(yīng)的目標(biāo)平均灰度值，計算得到與每個點(diǎn)對應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)； 根據(jù)每個點(diǎn)對應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)計算系統(tǒng)參數(shù)平均值； 根據(jù)所述系統(tǒng)參數(shù)平均值、大氣透過率、目標(biāo)距離、當(dāng)前增益和對應(yīng)的目標(biāo)平均灰度值，計算得到目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過如下所述的公式計算所述每個點(diǎn)對應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)和目標(biāo)位置的電暈的輻射亮度:
P _k xt(R )xG xL ~ F2 其中，P為紫外成像儀的輸出圖像的目標(biāo)平均灰度值，k為與所述日盲紫外成像儀相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)，R為目標(biāo)距離，τ (R)為大氣透過率，G為日盲紫外成像儀中的像增強(qiáng)器的增益，L為輻射亮度。
【文檔編號】G01R31/12GK104280670SQ201410505956
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】宋亞軍 申請人:北京環(huán)境特性研究所