基于可见光图像形态和色度特征的介质阻挡放电均匀性研究

论文摘要

介质阻挡放电的均匀放电模式广泛应用于工业生产,因此其均匀性识别具有重要的研究价值。普通数码相机拍摄的可见光放电图像包含丰富的空间色度和形态信息,且长曝光时间更能反映放电的统计规律,但是现有的研究很少将其运用于放电均匀程度的检测。本文基于放电可见光图像的形态和色度特征,开展了不同气体中介质阻挡放电均匀程度的研究,取得的具体成果如下:基于可见光图像的RGB分量图,通过三基色灰度频率分布（RGB-GLH）、相邻放电点最短距离计算、傅立叶频谱分析等方法,研究了介质阻挡放电中丝状放电和均匀放电的放电模式,并提出了基于蓝基色（B）分量的用于划分放电均匀程度的指标:1)研究发现三基色RGB-GLH和总灰度T-GLH的变化规律一致,但B-GLH的平均灰度级更大,有利于排除噪声干扰等影响;2)提出了按照B-GLH形态接近正态分布的程度作为划分放电均匀程度的标准;提出了通过阈值分割法提取放电区域,按照相邻放电点平均最短距离接近0的程度作为划分放电均匀程度的标准;3)基于B分量图的傅立叶频谱分析,有效地识别了大气压氩气中的类辉光放电现象。以上结果均符合现有认知,说明本方法可行。通过将可见光图像的RGB彩色空间转换为HSI彩色空间的方法,发现色调H不受曝光时间影响,提出了以色调H的变异系数作为判断放电均匀程度的指标,结果表明介质阻挡放电的均匀程度次序为低气压空气（更均匀）≈大气压氩气>大气压氮气>大气压空气,符合现有认知,说明本方法可行。根据可见光区域发射光谱的测量结果转化至CIE 1931 XYZ标准色度系统的研究方法,建立起介质阻挡放电发射光谱与可见光图像色度指标的相互关系,实现了微观物理辐射和宏观物理状态的关联。通过可见光区域的发射光谱,计算了氮气的转动温度（气体温度）,根据不同放电模式的能量面密度,提出了氮气的气体温度越小,则放电越均匀的识别标准,解释了以氮气为主的介质阻挡放电均匀程度次序为低气压空气（更均匀）>大气压氮气>大气压空气的现象。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 本文的主要工作及章节安排
• 2 实验装置及相关图像处理方法
•   2.1 实验装置和实验条件
•   2.2 彩色模型和图像分析方法
•   2.3 本章小结
• 3 基于可见光放电图像RGB模型的均匀性识别
•   3.1 放电图像的RGB-GLH和颜色矩
•   3.2 放电图像的相邻放电点最短距离计算
•   3.3 放电图像的傅立叶频谱分析
•   3.4 本章小结
• 4 基于可见光放电图像HSI模型的均匀性识别
•   4.1 分离强度指标的HSI彩色空间
•   4.2 放电图像的CIE1931 色品图
•   4.3 本章小结
• 5 基于可见光区域发射光谱的均匀性识别
•   5.1 不同气体条件中介质阻挡放电的发射光谱识别
•   5.2 可见光区域发射光谱的CIE1931 色品图
•   5.3 不同气体条件中氮分子的转动温度和振动温度
•   5.4 本章小结
• 6 总结与展望
•   6.1 主要工作及成果
•   6.2 下一步工作展望
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 胡嘉慧

导师: 叶齐政

关键词: 介质阻挡放电,可见光放电图像,均匀性识别,图像处理技术,发射光谱

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,计算机软件及计算机应用

单位: 华中科技大学

基金: 国家自然科学基金面上项目《气体放电可见光光学图像的多层表征》(51577081)

分类号: TP391.41;O461.2

总页数: 83

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