[发明专利]一种SF6泄漏的红外探测显示系统

说明书

技术领域

本发明属于电子学领域中的视频图像采集与处理技术，具体涉及一种基于红外图像的SF₆泄露探测显示系统。

背景技术

SF₆探测显示系统所需处理的图像数据量较大，系统不仅对运算能力有较高的要求，并且系统要求具有独立性及便携性，因此必须选用合适的硬件平台，同时还要配以高效的软件算法。

DSP能实现高速图像的实时处理，但对于处理完成的结果必须借助PC机保存和显示，无法满足系统独立性和便携性的要求。综上采用TI公司的DSP芯片TMS320C6416进行系统软件算法处理，其主频1G Hz，运算速度可达8000MIPS，运算速度满足了算法的实时性要求。S3C6410是三星公司主推的一款基于ARM11核的低功率、高性能应用处理器，得到业内广泛应用，能够满足系统的显示控制功能的需求。

SF₆气体化学性质稳定、在常态下无色无味，是世界上目前最优异的灭弧和绝缘介质，在电力系统中得到了广泛应用。但是随着设备老化，泄漏事件时有发生，常规检漏方法有：定性量检漏仪法、包扎法、刷肥皂泡法等，这些方法都需要停电作业，不仅工作量大，而且泄漏检测也不够准确。

一般地，基于红外图像的检漏定位算法有神经网络、图像局部熵法、基于小波变换似然比检测法、图像流法等。这些算法计算量大、复杂度高，不易于硬件实现，无法满足工程中实时性的要求。目前对于静态背景下探测弱小目标，大都采用直接帧间差分法。但是红外图像由于光照变化及各种噪声的影响，红外图像一般对比度低，观察者难以探测到目标。而作为探测目标的SF₆气体为低温气体，气体目标边缘模糊，这样更加大了探测的难度。在直接差分的图像中除运动变化的目标点外的很多像素点上的值都不为零，为伪运动信息。为确保有效的抑制虚假运动的目标信号，采用将帧间差分的结果相乘，得到非常尖锐的相关峰，可作为检测目标的中心点，能检测出形状、大小不变或近似不变的弱小目标。由于SF₆气体是微弱变化的目标，并且气体泄露后，根据当时的自然环境不同，气体扩散飘移的形状、位置都是随机的，并且泄漏气体的面积逐渐扩大，只通过占少量像素尖锐的相关峰来确定目标，是非常不全面不稳定的，有时甚至会出现漏检的情况；如何能够准确地探测到气体微弱变化的泄露目标，同时兼顾考虑图像处理的速度，提高系统的实时性，是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明为解决现有现有探测显示系统采用DSP实现高速图像处理的同时需要借助PC机显示完成，无法满足系统独立性和便携性的要求，并且现有SF₆气体泄露的检测方法的计算量大、复杂度高，采用帧间差分法检测存在漏检、不准确的问题，提供一种SF₆泄漏的红外探测显示系统。

一种SF₆泄漏的红外探测显示系统，该系统包括长波红外探测器、TVP5150视频解码模块、TMS320C6416、S3C6410、TV监视模块、LCD显示及触摸屏模块，所述长波红外探测器对目标成像后输出模拟视频信号至TVP5150视频解码模块，所述TVP5150视频解码模块将模拟视频信号转化为数字视频信号后传送至TMS320C6416内的DSP处理器，DSP处理器将处理后的数字信号通过TMS320C6416的HPI口将数字视频信号传送至S3C6410，TMS320C6416的另一个视频数据采集口将数字视频信号传送至TV监视模块，所述S3C6410将图像视频信号传送至LCD显示及触摸屏模块显示。

本发明的有益效果：

一、本系统体积小巧，有具有独立性和便携性；可将实时的红外视频图像在系统自带的LCD上显示，方便灵活，易于控制。系统自带有存储功能，这样不需要借助主机，便可实现拍照、录像等功能，并存储在系统自带的SD卡中。

二、系统采用的多种算法的组合使得在探测过程中沿着微弱的气体泄漏的运动轨迹快速将能量积累倍增后再进行最后的判断，有效排除各种噪声，增强扩大了变化的目标信息，有效的降低乃至消除了虚警率和漏检率，增强了系统噪声鲁棒性；

三、系统软件算法运算量小、易硬件实现。并且系统开辟一块缓存区，存储连续的四帧图像，每探测显示完成一次，就采集一帧图像数据，将缓存中的数据更新后再去探测，每更新一帧图像就完成一次探测，保证探测频率与图像帧频一致，增强了系统的实时性。