《氣體放電可見光光學圖像的多層表征》是依託華中科技大學,由葉齊政擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名:氣體放電可見光光學圖像的多層表征
- 項目類別:面上項目
- 項目負責人:葉齊政
- 依託單位:華中科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在氣體放電光學圖像數值處理方面,形態學的研究主要集中在紫外圖像上,色度學的研究又主要集中在熱電漿上,關於日光或特定光源下圖像的色度分析研究也基本沒有。由於可見光相機比紫外成像儀有更高的圖像解析度,因此可見光圖像包含更加豐富的空間結構信息;由於放電現象及其套用大多是低溫電漿,統一“溫度”的缺失使得色度研究也有很多問題沒解決。本項目擬通過對電暈、低溫射流、沿面和介質阻擋放電的可見光圖像的研究,包括形態學和色度學的低層特徵提取,再關聯一些電信號、特高頻電磁波、紅外熱像、紫外圖像和光譜的檢測及長時間尺度熱流的數值計算結果,提煉出可見光光學圖像的高層語義特徵,實現低溫電漿的可見光光學圖像的多層表征。該研究既可以為低溫電漿的診斷提供一個新的可檢測狀態量,也為放電的基礎研究提供一個新的長時間尺度觀察角度,同時還可為低溫電漿工業套用的過程控制和日光或特定光源背景的放電識別研究作出貢獻。
結題摘要
可見光圖像形態學方面的成果是通過電暈放電圖像空間分布的灰度,標準差和變異係數等指標,發現大氣壓下空氣中電暈放電的“莖”狀空間結構,說明在短間隙放電中存在電暈型先導放電現象。(2)色度學方面的成果是:提出了以圖像三基色灰度頻率分布曲線(RGB-GLH)描述長時間尺度上放電狀態的新方法;發現電暈、沿面和介質阻擋放電在CIE-XYZ空間的光學色品坐標變化規律;通過RGB-GLH轉換的色品指標和發射光譜轉換的色品指標,實現了巨觀物理量和微觀物理過程的跨尺度關聯;基於HIS空間的光學色調H指標,提出了一種日光下識別沿面放電狀態的方法,可用於絕緣故障的檢測;基於RGB-GLH特徵指標,提出了一種利用機器學習算法建立不同狀態下電暈放電檢測模型的新方法。(3)提出了一種間接反映長時間尺度上沿面放電非熱電漿等效溫度的方法,即利用石英管形成的受限空間獲取沿面放電的熱量,通過測量介質表面溫度表征氣體等價溫度,和熱擴散方程的計算結果有很好的一致性。(4)在流注機制方面,基於logistic模型,提出了一種簡單的氣體放電流注模型的近似解析方法,為火花擊穿、湯森放電、穩定放電(輝光、弧光、即飽和流注)的分類提供了統一的標準;將logistic微分模型轉化為疊代模型,導出了放電失穩或分叉的判據。