电晕放电的状态检测过去主要集中在脉冲电信号、特高频电磁波信号、超声波信号，气体成分等方面，而作为放电最直观的光学图像研究却较少。图像作为最常用的信息载体，其处理技术是状态识别的重要分支。图像检测作为一种实时在线的非接触式检测手段，在未来电力领域智能化发展和低温等离子体领域过程控制中必将发挥越来越重要的作用。本文采用数码相机拍摄较长曝光时间下的电晕放电可见光光学图像，基于数字图像技术分别从灰度图像形态学和彩色图像色度学进行电晕放电空间结构的研究，从而为电晕放电的状态检测评估提供支持。　　基于灰度图像的放电空间结构分布研究，从二维分布的形态信息研究了电晕放电的空间发展信息，包括电晕放电起晕的诊断和放电强度的识别：进行了电晕放电可见光光学检测的可行性和有效性分析，根据电晕放电起晕前后的空间结构特征提出了基于自适应阈值分割的起晕光学图像诊断方法；统计放电空间内的灰度级频率分布，给出了基于灰度直方图的电晕放电强度诊断方法；使用平滑度、一致值和熵等空间纹理特征描绘子，实现了电晕放电强度的量化分析；引入数字图像处理领域的周长、直径、面积、外接矩形面积等空间边界特征指标，实现了极不均匀场中电晕放电强度的简单划分。　　基于彩色图像的放电空间结构分布研究，从二维分布的色度信息研究了电晕放电的空间发展信息，包括RGB和HSV色度指标划分放电阶段和不同放电气体环境中色度学角度的空间结构分布描述，同时进行了色温的可行性探究：给出了图像检测量化指标—灰度级和，得到了色度分量占比规律，放电的发射光谱验证了该规律；提取B分量和G分量的占比差值作为放电图像的特征色度指标，实现了放电阶段的色度学划分，得到了特征色度指标与电学指标在不同放电阶段的关联变化；使用沿轴向分布的统计指标平均灰度级和色度分量占比，实现了大气压空气、低气压空气和大气压六氟化硫等不同放电气体环境中色度学角度的空间结构分布描述；使用非等间隔划分量化分级方法，得到了不同放电阶段HSV分量的典型分布图和各分量量级对应像素点数的分布特征，同样实现了电晕放电阶段的有效划分；探索引入色度学领域的色温指标，得到了色温与电压呈非线性相关关系，实现了放电强度的色温描述。　　通过基于灰度图像的放电空间结构分布研究实现了电晕放电起晕的诊断和电晕放电强度的识别，而通过基于彩色图像的空间结构分布研究则给出了电晕放电阶段的色度学划分，实现了光学图像特征与传统电学方法划分的对应，完成了不同放电气体环境中色度学角度的空间结构分布描述，并进一步实现了色度学指标与电学指标、光谱指标等微观指标的关联。