基于FPGA的紫外/可见光图像实时配准实现

为了在电路损伤早期探测和定位电晕放电,依据其放电在紫外波段的成像特性,采用基于现场可编程门阵列(FPGA)为核心的处理平台,设计了可对紫外光和可见光两路信号进行采集、配准和融合处理的实时检测系统。通过优化设计硬件结构、快速图像配准算法及基于MicroBlaze软核的控制模块,提出了一种基于FPGA的快速图像配准的实现方法,实现了对不同焦距下可见光图像数据与紫外图像数据的实时融合处理。结果表明,该方法能够有效提高图像融合处理的速度和系统运行效率,满足对紫外信号进行检测和定位的要求。该方法已经运用于南方电网的线路巡检中。     

日间电晕紫外照相机的研究

电晕放电对高压传输线和高压设备危害巨大,因此对电晕故障进行检测意义重大.电晕放电发出的日盲紫外波段(240～280 nm)的光尽管比较微弱,但是近地面上来自太阳的这个波段的背景光强度为零.利用这一特点,自行研制了一种日间电晕紫外照相机,即一种光束分光方式的日盲紫外-可见双光谱照相机.照相机采用了一种折反射结构镜头,其口径大、分辨率高,而且所有元件的曲面都为球面,加工工艺简单.在晴天对数十米外的紫外点光源和背景进行野外成像实验,获得了较为清晰的紫外与可见光图片,合成图像也较清晰.     

基于自适应PCNN的紫外图像融合算法

电晕放电产生的紫外线波长为200~400 nm,为避开太阳光和日光灯的干扰,利用240~280 nm这一日盲波段获取紫外放电图。为能够确定电晕放电的位置,提出了一种适用于可见光图像和紫外图像融合的新算法。以图像空间频率和信息熵作为PCNN对应神经元的链接强度值,并与加权平均法、拉普拉斯金字塔变换方法和小波方法等融合算法相比较。实验结果表明,文中方法优于其它方法,融合效果良好。     

基于DM8148的双谱段电晕检测系统设计

针对高压输电线路电晕检测及定位问题,设计了基于DM8148的双谱段视频融合电晕检测系统,实现了双路视频的采集、处理、融合、压缩和存储.采用时城递归滤波算法对日盲紫外图像进行去噪处理,利用基于小波变换自适应加权融合法将日盲紫外、可见光两路视频进行实时融合.实验结果表明融合图像具有较好的视觉效果,能够很好地将紫外、可见光检测图像融合,实现电晕放电点检测的准确定位,系统能满足电晕检测的需求.     

电晕紫外成像检测技术及其应用研究

利用输电线路和变电站设备电晕可以进行缺陷定位、分析判断绝缘的真实状况。描述了基于日盲滤光片和MCP探测器研制的电晕紫外成像仪,并与可见光摄像机进行同视场检测,实现了电晕的高灵敏检测和定位。为验证紫外成像检测的性能,利用高压尖端放电设备进行了不同放电强度的实验以及电晕放电的现场检测,结果表明：研制的电晕紫外成像仪能够用于高压电晕的检测和故障定位。     

基于GoogLeNet-WT-Canny的紫外成像仪中的图像配准与融合

针对目前紫外成像仪中紫外光图像与可见光图像配准叠加精度低、电晕放电定位偏差大等问题,提出一种基于GoogLeNet模型、小波变换(Wavelet Transform,WT)和Canny算子相结合的紫外与可见光图像配准融合方法,并将其应用于高灵敏紫外成像仪中.首先,引入迁移学习的思想,利用预训练的GoogLeNet模型自主挖掘可见光图像和紫外图像的特征;其次,将提取出来的特征作为预测变量,输入极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM),以空间变换参数为指导监督模型训练,实现高精度紫外与可见光图像配准;最后,利用二维小波变换与Canny算子对配准后的图像进行多分辨率分析与边缘检测,实现无紫外信息损失的图像融合.实验结果表明,所提方法的紫外与可见光图像配准精度高,融合效果良好,具有很好的工程实用价值.     

基于紫外图谱的盘式绝缘子放电强度径向分布研究

为研究盘式绝缘子积污放电的紫外图谱特征,提出了一种基于图像分割的光斑面积计算方法。首先,基于C-V模型,开展积污绝缘子紫外图像径向分布的研究。接着,与红外温度场曲线进行对比研究,验证其合理性。最后,研究不同电阻率、风速情况下积污绝缘子的紫外图谱特征。研究结果表明：C-V模型应用于图像处理中,具有较强的抗干扰性,适用于盘式绝缘子径向放电强度的研究;随着表面电阻率的降低,盘式绝缘子紫外光斑面积会增大;风速对盘式绝缘子放电强度有明显的影响;研究结果可为盘式绝缘子径向放电强度的评估提供一定的参考。     

基于NSST和自适应稀疏表示的紫外光与可见光图像融合

针对紫外成像仪中紫外光图像与可见光图像的灰度值特点及传统的图像融合方法在图像融合时存在紫外光斑信息丢失的问题,提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)和自适应稀疏表示的紫外光与可见光图像融合方法。首先用NSST变换分解源图像,得到低频子带系数和高频子带系数;然后采用邻域标准偏差取大的融合规则融合低频子带系数,生成近似融合图像;根据自适应稀疏思想指导高频子带系数的融合;最后通过逆NSST变换重构得到融合图像。实验结果表明,该方法在保留可见光背景信息的基础上,很好地融合了紫外光斑信息,改善了图像的主观视觉质量,在客观评价指标上也有所提高。     

全日盲紫外成像探测仪光学系统设计

全日盲紫外成像探测仪可对架空输电线路产生的电晕进行早期探测,降低电力设备损伤。紫外物镜作为全日盲紫外成像探测仪的核心元器件,其性能指标直接影响探测仪的性能。针对电晕检测系统大多存在光能利用率不足的问题,设计了一种基于分色分光的同轴光学系统,消除了中心视场遮拦,增大了紫外光通道的通光口径,有效提高了电晕探测系统的能量收集能力。设计的紫外物镜全视场全探测范围内点列图均方根小于0.14 mm,满足紫外电晕探测的分辨率需求。相较于国外紫外成像探测仪的光学系统,分色分光同轴光学系统的全日盲紫外成像探测仪对能量的收集能力明显高于国外紫外成像探测仪。     

一种便携式电晕检测紫外相机的设计

介绍了一种便携式电晕放电检测紫外相机的设计方案。该相机选用320×256元AlGaN基"日盲"紫外焦平面作为探测芯片,其波长范围为240～280 nm,具有可见光和紫外两个通道,充满电后能持续工作6 h以上。实验结果表明,该相机可以成功获取清晰的紫外目标图像,并可实现对紫外信号的实时监测。