本实用新型属于一种紫外图像处理及分析的装置，具体而言，是一种应用于电力行业的便携式紫外光图像滤波及特征提取装置。
背景技术：
电力行业与广大百姓的日常生活、工矿企业的生产息息相关，如何保证供电业务的正常开展是众多电力公司的一项重要任务。电力相关设备的正常工作是正常供电的基础，所以对电力设备的管理、检测是电力公司的一项重要的日常工作。传统的电力设备检测主要基于日常的人工检测，其存在的缺陷主要有两个：第一，获取的数据可信度较低；第二，无法在设备发生故障前获取有效的预防性数据。一般地，巡检人员在巡检过程中，通过探测到的图像判断信号强弱，以此来手动调节增益，达到最佳探测效果。采用这种方式，一方面，降低了不同探测目标的信号的对比性；另一方面，手动调节系统增益，具有主观性，降低了巡检工作效率，此外，信号强度过大会对探测器性能造成一定影响。为了解决传统监测技术存在的问题和满足正常的供电需求，科研工作者开发出了一系列现代化监测设备，如红外探测器、紫外探测器等。其中，日盲紫外探测技术作为一种新兴的检测技术，在电力行业的发展尤为迅速。
日盲紫外探测器在电力设备监测中的应用，解决了困扰电力行业的一个主要问题，即故障发生后期才能检测到巡线故障的问题。通过引入日盲紫外探测设备，电力公司可以在设备发生故障前获取预防性数据，能够有效地对设备的运行状态进行评估。同时，日盲紫外探测器的检测数据也比人工获取的数据更为准确、可靠。但是，传统的日盲紫外探测系统仍然存在其局限性：
其一，传统日盲紫外图像探测器输出的紫外信号点与背景颜色度有一定几率重合，巡检人员无法立即注意到故障处，出现电力巡检的漏判；其二，传统日盲紫外图像探测器易受环境噪声和系统内部噪声的影响，造成紫外光斑分散，巡检人员无法准确判断出故障处，出现电路巡检的误判；其三，传统日盲紫外探测器仅具有图像输出，而没有关于故障程度的判断，造成巡检故障难以判断。因此，需要进一步对采集到的日盲紫外信号进行预判、对信号进行滤波、去噪、平滑、转换等处理，才能得到直观、精确的电力设备运行状态数据。
技术实现要素：
实用新型目的：为了解决现有技术存在的问题，对采集的紫外图像视频进行完善，进一步提高故障点的定位精度，本实用新型提供一种应用于电力行业的日盲紫外图像滤波装置。
技术方案：一种应用于电力行业的日盲紫外图像滤波装置，包括紫外图像视频采集模块、主控模块及装置输出模块，所述紫外图像视频采集模块和装置输出模块分别通过通用IO口与主控模块互连；紫外图像视频采集模块包括输入端口、视频采集芯片、硬件模数转换电路与网络流转换电路，输入端口用于输入模拟视频、数字图像 和网络视频流，视频采集芯片用于采集外部紫外CCD图像传感器的模拟信号，硬件模数转换电路用于将采集到的模拟信号转换为数字信号并将数字信号传送给主控模块；网络流转换电路用于对网络视频流进行解码；所述主控模块包括主芯片、紫外增益自调节子模块与紫外图像处理子模块，紫外增益自调节子模块用于调节增益，紫外图像处理子模块用于对图像进行处理，所述主芯片用于控制紫外增益自调节子模块与紫外图像处理子模块工作；装置输出模块包括输出端口，所述装置输出模块用于输出处理后的视频图像。
进一步地，所述输入端口和输出端口均为标准接口。
进一步地，装置输出模块用于将处理后的视频图像信号经由PHY接口芯片接标准网口输出。
进一步地，还包括紫外探测器，紫外探测器将探测到的信号从输入端口输入紫外图像视频采集模块。
进一步地，所述视频采集芯片采用TVP5150；主芯片采用TMS320DM642。
进一步地，所述紫外增益自调节子模块采用数字方式调节增益，紫外增益自调节子模块包括IIC接口、数模转换器、电压跟随器，主芯片通过IIC接口控制数模转换器输出模拟电压，再通过电压跟随器增强负载能力。
进一步地，还包括多个显示器，所述装置输出模块通过网线或无线设备与多个显示器相连接。
本实用新型提供的一种应用于电力行业的日盲紫外图像滤波装置，可以带来以下有益效果：第一，此装置的输入端口兼容三种输入方式，模拟视频、数字图像和网络视频流，适用范围更广；第二，通过该装置紫外增益自调节子模块，可以对当前环境下的信号强弱进行预判，给出合理的阈值，实现整个系统的紫外增益的自动调节，输入更具参考价值的检测图像，进而提高故障点的定位精度，无需人工巡检手动调节增益，节省劳动力，降低劳动强度；第三，通过该装置紫外图像处理子模块，一方面，可以对日盲紫外信号点进行背景色差异判断和颜色变化，可以有效辅助巡检人员发现故障点，发现微小的潜在隐患，针对电力行业监测中紫外噪声问题进行特定处理，对紫外信号进行处理，可以有效降低紫外噪声，获得高度汇聚的紫外信号，准确定位故障点；第四，该系统可以根据需要输入当前检测环境适用的电力系统行业检测标准，针对电力行业的故障应用进行特殊处理和定量化分析，可输出辅助巡检人员故障判断的数据依据；第四，该装置功耗低、体积小，便于系统集成，携带和更换方便，输入端口和输出端口均采用标准接口，可作为模块化拼装装置，适应性高，多个显示器同步显示处理后的视频图像，方便不同部分的工作人员查看。
附图说明
图1为本实用新型应用于电力行业的日盲紫外图像滤波装置的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例一：
如图1所示，应用于电力行业的日盲紫外图像滤波装置，包括紫外图像视频采集模块、主控模块及装置输出模块，所述紫外图像视频采集模块和装置输出模块分别通过通用IO口与主控模块互连；紫外图像视频采集模块包括输入端口、视频采集芯片、硬件模数转换电路与网络流转换电路，输入端口用于输入模拟视频、数字图像和网络视频流，兼容这三种格式的信号，模拟视频由视频采集芯片进行采集，即视频采集芯片用于采集外部紫外CCD图像传感器的模拟信号，硬件模数转换电路用于将采集到的模拟信号转换为数字信号并将数字信号传送给主控模块；网络流转换电路用于对网络视频流进行解码；如果输入的是数字图像，就可以从输入端口直接传递至主控模块；所述主控模块包括主芯片、紫外增益自调节子模块与紫外图像处理子模块，紫外增益自调节子模块用于调节增益，紫外图像处理子模块用于对图像进行处理，所述主芯片用于控制紫外增益自调节子模块与紫外图像处理子模块工作；装置输出模块包括输出端口，所述装置输出模块用于输出处理后的视频图像。
所述输入端口和输出端口均为标准接口，便于系统集成，适用范围广，也方便更换。
装置输出模块用于将处理后的视频图像信号经由PHY接口芯片接标准网口输出。
还包括紫外探测器，紫外探测器将探测到的信号从输入端口输入紫外图像视频采集模块。使用紫外探测器进行紫外放电检测时具有几个优点：第一、可以在系统正常运行时检测，不需要停电，可以真实地反映电网运行状态；第二、检测响应速度快，降低了劳动强度，为无人智能巡检提供了可能性；第三、紫外放电检测有利于实现电力系统的状态管理和状态检修，检测生成的图片和图像，为状态检修积累了重要的基础数据，对今后开展有针对性的定期检修提供了可靠依据。
所述视频采集芯片采用TVP5150；主芯片采用TI公司的TMS320DM642。
所述紫外图像视频采集模块具有标准接口，具有采集模拟视频、数字图像及网络视频流的能力。硬件模数转换电路能够实时接收日盲紫外探测器输出的模拟紫外光图像信号，并将其转换成数字图像数据；所述网络流转换模块能够实时解压日盲紫外探测器输出的紫外网络视频流。紫外图像视频采集模块将转换后的可以直接被主芯片处理的数字信号传送给主控模块。
主控模块接收数字信号，将其进行存储后进行处理。这里的处理过程包括：紫外增益自调节和图像处理及特征分析。所述主控模块包含控制主芯片、紫外增益自调节子模块、紫外图像处理子模块等，紫外增益自调节子模块可以根据输入信号的强弱，做出判断，给出阈值，并将阈值反馈给主芯片，自动调节当前环境下设备的增益值。所述紫外增益自调节子模块由主芯片TMS320DM642根据视频中的光斑数和光子数值进行判断后控制增益的加减操作，增益加减调节通过IIC接口控制数模转换器（DAC8571）输出模拟电压，然后经过运放（LM358）组成的电压跟随器增强其带负载能力。
紫外增益自调节子模块对输入的信号强弱进行判断，当接收到的信号强度大时，系统控制数模转换器输出电压降低，降低增益；当接收到的信号强度低时，系统控制数模转换器输出电压增大，提高增益，之后再将信号进行图像处理。
紫外图像处理子模块采用DSP芯片对数字信号进行图像处理，使用的图像处理方法为本领域的现有技术。一方面，对输入的数字图像信息进行滤波、积分、色彩转换等处理；第二，对输入的数字图像信息进行分析，得出处理系统的分析、预测结果；第三，从紫外光视频数据中提取紫外光子数。
图像处理算法包括空间滤波方法与时间滤波方法，可去除噪音信号，突出有用信号；所述紫外图像的积分为可变帧图像积分，可根据电力故障的实际情况进行调整；所述紫外图像的色彩变换，可将紫外图像中的白色光斑转换成不同颜色，以突出紫外故障点；所述紫外图像的特征分析，可根据不同检测标准分析出紫外图像的光斑数目、大小、位置等信息。
所述紫外图像处理子模块可以进行紫外图像分析，还可以输入不同或多种电力检测行业标准，根据检测标准对检测信号进行特征分析，给出合理检测结果。所述装置输出模块可将处理后的图像和结果值通过模拟视频、数字图像、网络视频流等标准接口输出。
装置输出模块将通过有线或无线方式输出紫外图像滤波模块的输出数据，包括处理后的图片信息、视频信息、光子计数值、处理系统分析结果等。装置输出模块包括视频流输出模块和参数分析输出模块，视频流输出模块可将已处理完成的紫外滤波图像转换为模拟视频、数字图像及网络视频流；参数分析输出模块可将分析完成的结果值通过标准工业总线接口输出。
该实施例的具体工作步骤如下：
前端紫外图像视频采集模块通过高质量日全盲紫外CCD设备采集到电力设备中电弧等异常放电情况产生的紫外信号，通过紫外增益自动调节子模块，形成高质量可用紫外图像信息，打包成模块可识别信息包，传递给紫外图像处理子模块。采集模块同时也会采集高清可见光信息，同时传递给紫外图像处理子模块使用，为故障设施提供参照。
紫外增益自调节模块获取到信息后，通过数模转换等电路模块对信号进行增益调节，再将信号进行图像处理。图像处理采用卡尔曼滤波算法，对图形进行滤波，对由于某些噪声影响而造成模糊的电力设备放电图像进行复原，在对噪声作了某些统计性质的假定后，以递推的方式从模糊图像中得到均方差最小的真实图像，使模糊的图像得到复原；然后，采用基于帧积分的众值滤波算法对图像进行处理，改善图像视觉效果，降低噪声的随机性及多样性，将电力设备的紫外特征进行有效提取；最后，采用基于8邻域的联通区域算法，提取紫外光斑特诊信息，计算电力设备放电产生的紫外光斑数量及强度，判断电力设备的运行情况，反馈电力设备放电程度。
处理完毕后，将图像信息及诊断信息通过装置输出模块构建的流媒体服务器发送出去，供巡检人员使用。
实施例二：
紫外放电检测可直观发现电力设备表面电晕放电和局部放电特征及外绝缘污秽程度。电力系统中高压设备粗糙的表面、终端尖角区域、绝缘层表面污秽区域、断股的高压导线等有缺陷的电力设备，在高电压运行时，会因局部电场过于集中导致场强过高发生电晕放电。严重时可听到明显的放电噪声，对环境和设备安全稳定运行产生一定影响。早期发现设备的电晕放电等不良状态并及时处理设备缺陷对电网的安全可靠运行非常重要。因此，可以通过检测电力设备的紫外光信号来判断电力设备的运行状态。
结合紫外放电检测的特点和原理，给出本实用新型的一个具体实施例，本实施例应用于检测电力设备的运行状态情况。为了能够直观的感受本实用新型的方便，本实施例中增加了紫外探测器1、本地显示器3、无线路由设备4及异地显示器5。将紫外探测器1镜头对准被检测的设备6，启动设备进行数据采集。采集的数据通过信号线传输至紫外图像视频采集模块、主控模块及装置输出模块的集成2，主控模块对接收到的紫外数据进行图像处理与分析后，通过本地电缆将视频数据传输至本地显示器3，同时其还会通过网络传输至异地显示器5。本实施例采集到的数据可以实时传输到多个不同地点的显示设备上，以供不同的部门和人员进行查阅和评估。
其他部分没有说明的均和实施例一相同。本实施例中未说明的内容也为本领域的现有技术。