(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210320761.X (22)申请日 2022.03.29 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市海珠区新港西 路135号 (72)发明人 粟涛　胡炳翔　王自鑫　牟炳叡　 杨锐佳　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 专利代理师 林丽明 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 21/95(2006.01) G01N 21/952(2006.01) G01N 21/01(2006.01)G06T 7/00(2017.01) (54)发明名称 一种基于锁相同步图像处理的互联线缺陷 检测系统及方法 (57)摘要 本发明涉及红外热成像检测技术领域， 提出 一种基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测 系统及方法， 包括： 控制器， 用于向激励控制模块 发送控制信号； 激励电源模块， 用于根据激励信 号产生相应的激励电流， 激励电源模块与待测对 象的电源引脚或功能引脚电连接； 图像采集模 块， 用于采集待测对象在电流激励的情况下产生 周期性热波的热红外图像； 处理模块， 用于对采 集的热红外图像进行分析处理得到待测对象的 温度信号， 以无缺陷区域的温度信号作为参考对 温度信号进行锁相相关处理， 生成热红外图像中 各个像素点的幅值、 相位和深度信息； 成像模块， 用于根据热红外图像中各个像素点的幅值、 相位 和深度信息进行三维特征成像并显示互联线缺 陷的具体位置和尺寸。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 114577814 A 2022.06.03 CN 114577814 A 1.一种基于锁相同步图像处 理的互联线缺陷检测系统， 其特 征在于， 包括： 控制器(1)； 激励控制模块(2)， 用于根据控制器(1)输出的控制信号生成带周期性锁相信号的激励 信号； 激励电源模块(3)， 用于根据激励控制模块(2)输出的激励信号产生相应的激励电流， 所述激励电源模块(3)的输出端与放置在平台上的待测对象的电源引脚或功能引脚电连 接； 图像采集模块(4)， 所述 图像采集模块(4)设置在平台的上方， 用于采集待测对象在电 流激励的情况 下产生周期性热波的热红外图像； 处理模块(5)， 用于对图像采集模块(4)采集的热红外图像进行分析处理得到待测对象 的温度信号， 根据各个像素点的温度信号的变化程度划分无缺陷区域图像， 对温度信号进 行锁相相关处理， 生成热红外图像中各个 像素点的幅值、 相位和深度信息； 成像模块(6)， 用于根据 热红外图像 中各个像素点的幅值、 相位和深度信息进行三维特 征成像并显示； 根据成像模块(6)显示的三维图像得到待测对 象中互联线缺陷的具体位置 和尺寸。 2.根据权利要求1所述的基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测系统， 其特征在于， 所述激励控制模块(2)包括： 锁相信号产生单元(2 1)， 用于根据控制器(1)输出的控制信号生成周期性的锁相信号； 所述锁相信号包括 正弦波信号或脉冲波信号； 高频信号产生单元(22)， 用于根据控制器(1)输出的控制信号生成连续的高频交流信 号； 和， 幅度调制单元(23)， 用于根据锁相信号产生单元(21)和高频信号产生单元(22)分 别输出的锁相信号和高频交流信号进行幅度调制， 生成激励信号。 3.根据权利要求1所述的基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测系统， 其特征在于， 所述处理模块(5)包括： 图像处理单元(51)， 用于对图像采集模块(4)采集的热红外图像进行分析处理得到待 测对象的温度信号； 参考信号产生单元(52)， 用于以热红外图像中无缺陷区域的温度信号作为参考生成参 考信号， 或以频率 为锁相频率的正弦波作为 参考信号输出； 和， 锁相相关计算单元(53)， 用于根据待测对象的温度信号和参考信号进行锁相相关 处理， 提取热红外图像中各个像素点在特定频率的幅值和相位作为特征值进行输出， 以及 提取热红外图像中各个 像素点的深度信息进行输出。 4.根据权利要求1所述的基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测系统， 其特征在于， 所述图像采集模块(4)包括双目热成像仪 。 5.根据权利要求4所述的基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测系统， 其特征在于， 所述图像采集模块(4)采用固体浸没透 镜。 6.一种基于锁相同步图像处 理的互联线缺陷检测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 生成带周期性锁相信号的激励信号； S2、 根据带周期性锁相信号的激励信号产生激励电流， 对功能 已知的待测对象的电路权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114577814 A 2引脚或功能引脚进行电流激励， 待测对象内的互联线在电流激励的作用下周期性加热并产 生热波； S3、 采用图像采集模块从两个角度对待测对象进行热红外 图像采集， 得到包括周期性 热波的温度信号的热红外图像； S4、 对所述热红外图像进行分析处理， 得到各个像素点的温度信号， 并根据各个像素点 的温度信号的变化 程度划分无缺陷区域图像； S5、 生成参考信号， 并根据参考信号和热红外图像中各个像素点的温度信号进行锁相 相关处理， 得到热红外图像中各个 像素点的特 征值和深度信息； S6、 根据热红外 图像中各个像素点的特征值和深度信息进行三维特征成像并显示， 根 据显示结果得到互联线缺陷的具体位置和尺寸。 7.根据权利要求6所述的基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测方法， 其特征在于， 所述S1步骤中， 生成带周期性锁相信号的激励信号的步骤包括： 将连续的高频交流信号和 周期性的锁相信号进行幅度调制， 生成激励信号； 所述锁相信号包括正弦波信号或脉冲波 信号。 8.根据权利要求7所述的基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测方法， 其特征在于， 当所述锁相信号和高频交流信号为正弦波信号时， 将连续的高频 交流信号和周期性的锁相 信号进行幅度调制， 生成的激励信号 i的表达式如下 所示： i＝IA·sin(2 π flock‑int)·sin(2 π fcarryt) 式中， IA表示激励信号i的最大幅值， flock‑in表示锁相信号频率， fcarry表示高频交流信号 频率， t为时间。 9.根据权利要求6所述的基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测方法， 其特征在于， 所述特征值包括热红外图像中各个 像素点在特定频率的幅值和相位。 10.根据权利要求9所述的基于锁相同步图像处理的互联线缺陷检测方法， 其特征在 于， 所述S5步骤中， 根据参考信号和热红外图像中各个像素点的温度信号进行锁相相关处 理的步骤 包括： S5.1、 根据无缺陷区域图像 中各个像素点的温度信号生成参考信号， 或， 设置频率为锁 相频率的正弦波为 参考信号； S5.2、 将参考信号作为同相参考信号， 对所述参考信号进行希尔伯特变换得到正交参 考信号； S5.3、 对温度信号和同相参考信号进行相乘及快速傅里叶变换后得到实部信号， 对温 度信号和正交参 考信号进行相乘及快速傅里叶变换后得到虚部信号； S5.4、 对实部信号和虚部信号求幅值和相位， 得到热红外图像中各个像素点的幅值和 相位， 并将特定频率的幅值和相位作为特 征值进行输出； S5.5、 提取 热红外图像中各个 像素点的深度信息进行输出。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114577814 A 3