本技術涉及紫外成像的，尤其是涉及一種日盲紫外成像儀光子數(shù)統(tǒng)計方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、變電站及輸電線路的高壓設備在大氣環(huán)境下運行較長時間后會出現(xiàn)一些結構性缺陷，或隨著表面污穢的增加和環(huán)境濕度的影響導致絕緣性能下降，從而產生電暈或局部放電現(xiàn)象。電暈屬于高壓脈沖放電，會使空氣發(fā)生化學反應，產生臭氧及氧化氮等物質，引起電氣設備絕緣性能下降，進而造成設備事故。因此，及時、準確地檢測出電暈放電等級對保證電網(wǎng)的安全運行至關重要。

2、在放電過程中，空氣中的電子不斷獲得并釋放能量，而當電子釋放能量時，會釋放出紫外線。紫外成像技術就是利用這個原理，接收高壓電氣設備放電時產生的紫外線，達到確定電暈的位置和強度的目的，從而為評估設備運行情況提供可靠依據(jù)。

3、而紫外成像儀的光子數(shù)則能表明電暈的放電強度，對放電位置的災害嚴重等級評估有重要作用，但當前的紫外成像儀在進行光子數(shù)的統(tǒng)計時，采用直接統(tǒng)計二值化圖像的連通域數(shù)量，但忽略了一些關鍵問題：

4、光子存在疊加效應，也就是高密度放電時多個電子會疊加在同一連通域，而傳統(tǒng)技術方式會將疊加在同一區(qū)域的光子視為歸類在同一連通域，這會嚴重低估真實光子數(shù)量，同時，現(xiàn)有技術中的連通域都采用固定面積（如固定刪除像素數(shù)小于5的連通域），這會誤濾掉部分微弱光子信號。

技術實現(xiàn)思路

1、為了減少因光子重疊而導致的光子計數(shù)低估情況，本技術提供一種日盲紫外成像儀光子數(shù)統(tǒng)計方法及系統(tǒng)。

2、第一方面，本技術提供一種日盲紫外成像儀光子數(shù)統(tǒng)計方法，采用如下的技術方案：

3、一種日盲紫外成像儀光子數(shù)統(tǒng)計方法，包括以下步驟：

4、獲取紫外圖像并進行多尺度分解以分離噪聲對象與光子對象；

5、對所述紫外圖像中的所述噪聲對象進行過濾消除并保留所述光子對象；

6、對濾波后的所述紫外圖像進行二值化處理以獲取二值化圖像；

7、分析所述二值化圖像中各像素點與相鄰的所述像素點之間的連通關系，并基于分析結果建立包含若干前景像素的若干連通域，所述連通關系包括位置連通及屬性連通；

8、統(tǒng)計各所述連通域中的所述前景像素的數(shù)量以計算所有所述連通域的總面積，獲取預先標定的單個所述光子對象的像素面積，基于所述像素面積和所述總面積折算等效光子數(shù)。

9、在其中的一些實施例中，獲取紫外圖像并進行多尺度分解以分離噪聲對象與光子對象，包括以下步驟：

10、獲取尺度因子和平移因子，并結合haar小波函數(shù)對所述紫外圖像進行小波變換，其中，

11、通過改變所述尺度因子對所述紫外圖像中的低頻特征與高頻特征進行分析以得到頻率分布，通過改變所述平移因子控制所述haar小波函數(shù)在時間軸上的位置以獲取位置分布；

12、基于所述頻率分布和所述位置分布生成特征點的高頻分量；

13、將所述位置分布集中且所述頻率分布穩(wěn)定的高頻分量所對應的所述特征點定義為所述光子對象，將所述位置分布離散且所述頻率分布波動的高頻分量所對應的所述特征點定義為所述噪聲對象。

14、在其中的一些實施例中，對所述噪聲對象進行過濾消除并保留所述光子對象，包括以下步驟：

15、進行所述小波變換后獲得小波系數(shù)，在所述小波系數(shù)中提取高頻子帶系數(shù)，計算各所述高頻子帶系數(shù)的中位數(shù)絕對偏差并結合預設的分布常數(shù)計算出噪聲標準差；

16、計算所述紫外圖像的像素總數(shù)，結合所述噪聲標準差計算出動態(tài)閾值；

17、將各所述小波系數(shù)與所述動態(tài)閾值進行比較，并過濾所有小于所述動態(tài)閾值的所述小波系數(shù)以完成對所述紫外圖像的濾波。

18、在其中的一些實施例中，計算出動態(tài)閾值之后，還包括以下步驟：

19、基于所述像素總數(shù)對所述紫外圖像進行區(qū)域分割以獲取若干子圖像；

20、計算各所述子圖像所對應的子小波系數(shù)，并統(tǒng)計各數(shù)值的所述子小波系數(shù)出現(xiàn)的概率分布；

21、基于所述概率分布計算各所述子圖像對應的特征熵，并計算若干所述子圖像對應的平均熵；

22、基于所述特征熵和所述平均熵建立線性映射函數(shù)以計算出閾值調整系數(shù)，并基于所述閾值調整系數(shù)對所述動態(tài)閾值進行優(yōu)化。

23、在其中的一些實施例中，對濾波后的所述紫外圖像進行二值化處理以獲取二值化圖像，包括以下步驟：

24、獲取濾波后的所述紫外圖像中各所述像素點的像素強度，并計算出圖像全局均值作為參考值；

25、將所述像素強度高于所述參考值的所述像素點賦值為1以定義為前景像素，將所述像素強度低于所述參考值的所述像素點賦值為1以定義為背景像素；

26、通過先膨脹后腐蝕的形態(tài)學閉運算消除所述背景像素以得到所述二值化圖像。

27、在其中的一些實施例中，分析所述二值化圖像中各像素點與相鄰的所述像素點之間的連通關系，并基于分析結果建立包含若干前景像素的若干連通域，包括以下步驟：

28、遍歷所述二值化圖像中的所有所述像素點并對經(jīng)過的所述前景像素進行標記以添加標簽；

29、在標記時，基于8鄰域算法判斷周圍是否存在位置相鄰且存在標簽的所述前景像素，若存在，則選擇符合所述連通關系中數(shù)值最小的所述標簽進行標記，若不存在，則基于當前所述二值化圖像中存在的所述標簽中的最大數(shù)值以遞歸生成新的標簽；

30、將存在相同所述標簽的若干所述前景像素共同構成一個所述連通域。

31、在其中的一些實施例中，統(tǒng)計各所述連通域中的所述前景像素的數(shù)量以計算所有所述連通域的總面積，獲取預先標定的單個所述光子對象的像素面積，基于所述像素面積和所述總面積折算等效光子數(shù)，包括以下步驟：

32、將所述預先標定的單個所述光子對象的像素面積定義為標準面積；

33、基于各所述連通域中包含的所述前景像素數(shù)量計算子面積；

34、獲取各所述連通域的最值長寬比并生成第一系數(shù)；

35、獲取各所述連通域中的空洞像素在所述連通域中的位置分布以生成第二系數(shù)，所述空洞像素表征為8鄰域中非全部存在連通關系的前景像素；

36、獲取各所述連通域的子面積與所述紫外圖像的整體面積之間的比值以生成第三系數(shù)；

37、基于所述第一系數(shù)、所述第二系數(shù)和所述第三系數(shù)對所述標準面積進行調整以得到最終的所述像素面積；

38、將各所述子面積與所述像素面積進行相除以得到單位光子數(shù)，并將若干所述單位光子數(shù)相加以計算出所述等效光子數(shù)。

39、在其中的一些實施例中，基于所述像素面積和所述總面積折算等效光子數(shù)，還包括以下步驟：

40、將所述子面積小于所述光子對象的像素面積的所述連通域標注為待驗證對象；

41、計算所述待驗證對象與其他所述連通域之間的最小像素距離；

42、當所述最小像素距離小于預設值時，將所述待驗證對象所計算出的所述單位光子數(shù)設置為1；

43、當所述最小像素距離大于預設值時，將該所述待驗證對象不參與所述單位光子數(shù)的計算。

44、在其中的一些實施例中，還包括以下步驟：

45、獲取所述紫外圖像的測量距離，基于衰減模型對所述等效光子數(shù)量進行校正，具體的，

46、，

47、其中，表征為校正后的光子數(shù)，表征為所述等效光子數(shù)，d表征為測量距離，d表征為紫外成像儀的常數(shù)參數(shù)。

48、第二方面，本技術提供一種日盲紫外成像儀光子數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)，采用如下的技術方案：

49、一種日盲紫外成像儀光子數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)，用于實現(xiàn)上述的方法。

50、本技術實施例提供的技術方案存在以下技術效果：

51、首先采用三級混合去噪架構，分離噪聲與光子信號，并進行濾波和二值化處理，同時統(tǒng)計二值化圖像中的連通域數(shù)量，不對連通域面積進行規(guī)定設防，而基于不同大小的連通域皆判定整體面積，并采用與標定的單個光子的像素面積進行相除的方法來折算等效的光子數(shù)量，確保了即使多個光子信號重疊在同一區(qū)域，它們的總貢獻也會被正確統(tǒng)計，從而避免了傳統(tǒng)方法低估光子數(shù)量的問題。