專(zhuān)利名稱(chēng)：電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，人類(lèi)對(duì)于各種災(zāi)害防護(hù)的要求也日漸提升。對(duì)于某些特定地點(diǎn)，例如精密實(shí)驗(yàn)室或半導(dǎo)體廠(chǎng)房的無(wú)塵室而言，其內(nèi)的儀器設(shè)備或工件材料通常成本昂貴，因此不僅要能先期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，同時(shí)更必須對(duì)火災(zāi)的先期條件進(jìn)行實(shí)時(shí)應(yīng)變的目的。因此，火災(zāi)防護(hù)系統(tǒng)與消防設(shè)施的設(shè)置日益重要。
現(xiàn)有的火災(zāi)防護(hù)系統(tǒng)或消防設(shè)施，多半都屬于被動(dòng)式的偵測(cè)，即火災(zāi)發(fā)生之后產(chǎn)生煙霧及高溫，傳達(dá)到火災(zāi)防護(hù)系統(tǒng)或消防設(shè)施的傳感器位置，使其作動(dòng)后，才進(jìn)行消防警報(bào)與滅火等動(dòng)作。針對(duì)上述被動(dòng)式火災(zāi)防護(hù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，習(xí)知技術(shù)中已采用紅外線(xiàn)熱影像整合型的偵測(cè)或監(jiān)控系統(tǒng)，例如臺(tái)灣專(zhuān)利公告第466107號(hào)的“紅外線(xiàn)熱影像偵測(cè)系統(tǒng)”以及公告第476221號(hào)的“利用熱影像進(jìn)行之影像監(jiān)測(cè)辨識(shí)方法”等專(zhuān)利，均已提出使用如紅外線(xiàn)等熱影像攝影等方式，對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行主動(dòng)監(jiān)控，以得到火災(zāi)先期提早預(yù)防的效果。
然而，上述習(xí)知的紅外線(xiàn)熱影像整合型偵測(cè)或監(jiān)控系統(tǒng)多半是以影像辨識(shí)的方式來(lái)進(jìn)行溫升的偵測(cè)與監(jiān)控，在使用上仍然有其不便之處，以下加以說(shuō)明。
通常，一般房屋或密閉場(chǎng)所若未放置高熱源或易燃物品時(shí)，最容易發(fā)生火災(zāi)的部分，通常是在其電力系統(tǒng)或電路元件等部位。換言之，若不考慮特殊場(chǎng)合時(shí)，火災(zāi)發(fā)生最常見(jiàn)的因素多半是因通電而造成的情況。舉例而言，一旦實(shí)驗(yàn)室內(nèi)產(chǎn)生煙霧時(shí)，即可能表示儀器設(shè)備的電力系統(tǒng)或電路元件已經(jīng)接近燃燒起火點(diǎn)，雖然此時(shí)并未發(fā)生火災(zāi)，然而，當(dāng)煙霧開(kāi)始產(chǎn)生時(shí)，即表示溫度已到達(dá)燃點(diǎn)，燃燒條件已經(jīng)具備，因此火災(zāi)可能在極短的時(shí)間內(nèi)隨時(shí)發(fā)生，容易應(yīng)變不及；且即便在第一反應(yīng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行滅火動(dòng)作，但儀器設(shè)備或其工件材料仍然可能因高溫而產(chǎn)生變質(zhì)或損毀等狀況，影響所及，可能足以造成無(wú)法彌補(bǔ)的災(zāi)害。
此時(shí)，若使用上述習(xí)知的紅外線(xiàn)熱影像整合型偵測(cè)或監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行密閉空間的溫度偵測(cè)，雖然可以設(shè)定溫度偵測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)值，使得儀器設(shè)備的電力系統(tǒng)或電路元件的溫度尚未到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)值之前，即先進(jìn)行警示動(dòng)作。然而，精密實(shí)驗(yàn)室或半導(dǎo)體廠(chǎng)房之中，某些實(shí)驗(yàn)或制程可能在特定的高溫或低溫狀態(tài)下進(jìn)行，所使用的電子元件其燃點(diǎn)各不相同，且各有不同的操作安全溫度范圍；舉例而言，加熱器的溫度必然遠(yuǎn)高于一般電氣元件或裝置的溫度，而低溫制程下所使用的某些特定元件則可能在常溫左右的溫度即會(huì)變質(zhì)，甚至產(chǎn)生燃燒反應(yīng)。此時(shí)，若以紅外線(xiàn)偵測(cè)或監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行偵測(cè)，不但溫度偵測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)值不易決定，而且在偵測(cè)或監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生警示動(dòng)作時(shí)，也不易辨別溫度異常的起因?yàn)楹?，甚至容易產(chǎn)生誤判，無(wú)法正確辨識(shí)高溫的起因究竟為火災(zāi)的先期反應(yīng)，或是實(shí)驗(yàn)或制程中位于操作安全溫度范圍的電氣元件的正常反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，對(duì)于習(xí)知的紅外線(xiàn)熱影像整合型偵測(cè)或監(jiān)控系統(tǒng)加以改良，針對(duì)電氣元件的溫升分類(lèi)法則，將熱影像監(jiān)控系統(tǒng)的分類(lèi)分為失效類(lèi)別與失效嚴(yán)重性等兩類(lèi)不同的數(shù)據(jù)，如此可更容易地對(duì)電氣元件因溫升而產(chǎn)生異?；蚴У葼顩r以及其嚴(yán)重性進(jìn)行偵測(cè)。
本發(fā)明的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，是對(duì)所偵測(cè)的特定空間內(nèi)的各種電氣元件預(yù)先建立其不同溫度狀態(tài)的影像數(shù)據(jù)，并將這些影像數(shù)據(jù)參數(shù)化后，存放于一參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)之中。如此，在以紅外線(xiàn)熱影像整合型偵測(cè)或監(jiān)控系統(tǒng)偵測(cè)特定空間時(shí)，即可將熱影像轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)參數(shù)，并將這些對(duì)應(yīng)參數(shù)與參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的參數(shù)值加以比對(duì)，而判定影像中各區(qū)的溫度分布是對(duì)應(yīng)于何種電氣元件，以及電氣元件的溫升辨識(shí)結(jié)果。
本發(fā)明揭示一種電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，包含下列步驟首先，提供復(fù)數(shù)電氣元件；其次，擷取電氣元件對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)熱狀態(tài)的復(fù)數(shù)熱影像數(shù)據(jù)，并將這些熱影像數(shù)據(jù)進(jìn)行影像處理，而得到對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)熱特征數(shù)據(jù)，其中每一電氣元件的熱狀態(tài)中的至少一個(gè)是屬于溫升劣化熱狀態(tài)；然后，擷取一特定區(qū)域的特定熱影像，進(jìn)行影像處理，得到對(duì)應(yīng)的特定熱特征數(shù)據(jù)，其中該特定區(qū)域是具有電氣元件中的至少一個(gè)；最后，將特定熱特征數(shù)據(jù)與所有熱特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)比對(duì)，以得到該特定區(qū)域的溫升辨識(shí)結(jié)果。
本發(fā)明的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法中，熱特征數(shù)據(jù)可包含失效嚴(yán)重性數(shù)據(jù)(例如最高溫度數(shù)據(jù)以及溫度分布范圍數(shù)據(jù))與失效類(lèi)別數(shù)據(jù)(例如溫度分布形狀數(shù)據(jù)以及三維溫度映像數(shù)據(jù)。)另外，將特定熱特征數(shù)據(jù)與熱特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)比對(duì)的動(dòng)作，可采用類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層分類(lèi)(Multi-layerPerception)、主軸分析(Principal Component Analysis)模式或模糊集合(Fuzzy Set)等方法。


圖1是顯示紅外線(xiàn)熱影像整合型監(jiān)控偵測(cè)系統(tǒng)的一例的示意圖。
圖2是顯示本發(fā)明的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法的流程圖。
圖3A是顯示本發(fā)明的電氣元件未經(jīng)影像處理的熱影像數(shù)據(jù)的示意圖。
圖3B是顯示本發(fā)明的電氣元件經(jīng)影像處理后的熱影像數(shù)據(jù)的示意圖。
符號(hào)說(shuō)明10～影像處理辨識(shí)裝置；110～影像處理模塊；120～影像辨識(shí)比對(duì)模塊；125～特征數(shù)據(jù)庫(kù)；130～判斷模塊；140～影像擷取控制模塊；20～影像擷取裝置；210～調(diào)整裝置。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一具體的較佳實(shí)施例，并配合所附圖式做詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參見(jiàn)圖1與圖2，說(shuō)明本發(fā)明的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法的流程。本發(fā)明的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法可應(yīng)用于任一紅外線(xiàn)熱影像整合型監(jiān)控偵測(cè)系統(tǒng)之中而使用，例如圖1即顯示一紅外線(xiàn)熱影像整合型監(jiān)控偵測(cè)系統(tǒng)。
圖1中，熱影像或煙霧影像是使用一影像擷取裝置20(例如一紅外線(xiàn)攝影機(jī))來(lái)進(jìn)行擷取的動(dòng)作。影像擷取裝置20所偵測(cè)的一特定區(qū)域擷取其特定的影像，例如紅外線(xiàn)的熱影像或一般可見(jiàn)光影像，會(huì)送至影像處理辨識(shí)裝置10以進(jìn)行轉(zhuǎn)換與比對(duì)的動(dòng)作。另外，影像擷取裝置20可具有一調(diào)整裝置210，用以調(diào)整其偵測(cè)的特定區(qū)域的范圍，以使影像擷取裝置20可進(jìn)行移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)等調(diào)整動(dòng)作，而使偵測(cè)的特定區(qū)域涵蓋較大的范圍，并減少無(wú)法偵測(cè)的死角。
影像處理辨識(shí)裝置10通常是設(shè)置在一計(jì)算機(jī)主機(jī)，服務(wù)器或其它適合的處理器內(nèi)，或設(shè)置成一控制芯片的型式。如圖1所示，影像處理辨識(shí)裝置10可具有一影像處理模塊110、一影像辨識(shí)比對(duì)模塊120、一判斷模塊130以及一影像擷取控制模塊140。影像擷取控制模塊140是用以控制影像擷取裝置20的動(dòng)作。影像處理模塊110是用以接收影像擷取裝置20所擷取的影像信號(hào)，并進(jìn)行影像處理，而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于熱影像的相關(guān)數(shù)據(jù)。影像辨識(shí)比對(duì)模塊120中具有一特征數(shù)據(jù)庫(kù)125，儲(chǔ)存預(yù)先建立的復(fù)數(shù)熱特征數(shù)據(jù)，使得影像辨識(shí)比對(duì)模塊120接收經(jīng)由影像處理模塊110所進(jìn)行影像處理后得到的相關(guān)數(shù)據(jù)后，可與特征數(shù)據(jù)庫(kù)125中的熱特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)并進(jìn)行影像辨識(shí)。
本發(fā)明的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，主要是用以辨識(shí)常用的電氣元件在溫度升高時(shí)所可能產(chǎn)生的問(wèn)題，因此在進(jìn)行電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)之前，必須先提供常見(jiàn)的復(fù)數(shù)電氣元件(步驟S10)。
電氣元件的種類(lèi)眾多，包含有輸配電元件、控制元件、保護(hù)元件、以及量測(cè)元件等四類(lèi)。由于本發(fā)明是為辨識(shí)常用的電氣元件在溫度升高時(shí)所可能產(chǎn)生的問(wèn)題，因此可將電氣元件依其熱源產(chǎn)生方式以及阻隔狀態(tài)來(lái)區(qū)分。常見(jiàn)的電氣元件的熱源產(chǎn)生方式可分為單一熱源、雙熱源、三熱源、以及多熱源等四種，若再考慮單一熱源是否與外界有阻隔，或是熱源之間的接觸，則可細(xì)分為下列八項(xiàng)1.單熱源無(wú)阻隔如電阻、加熱器、比壓器、比流器等。
2.單熱源有阻隔如開(kāi)關(guān)、繼電器、變壓器等。
3.單熱源接點(diǎn)如電容接點(diǎn)、開(kāi)關(guān)接點(diǎn)、加熱器接點(diǎn)等。
4.雙熱源元件如雙燈座、雙表座等。
5.雙熱源線(xiàn)路如單相使用線(xiàn)路、相位不平衡線(xiàn)路等。
6.三熱源元件如三燈座、三表座等。
7.三熱源線(xiàn)路如線(xiàn)路過(guò)載。
8.多熱源元件如多個(gè)電路元件集合的裝置。
在此必須說(shuō)明，上述的區(qū)分法則可依照電路元件的形式與應(yīng)用而加以合并或改變，并非固定不變的。
界定電氣元件之后，即可擷取電氣元件對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)熱狀態(tài)的復(fù)數(shù)熱影像數(shù)據(jù)(步驟S20)。此一步驟一般是以圖1中的影像擷取裝置20，例如紅外線(xiàn)攝影裝置來(lái)進(jìn)行。必須注意的是，每一電氣元件的熱狀態(tài)中，通常至少一種熱狀態(tài)是屬于電氣元件已經(jīng)產(chǎn)生問(wèn)題的溫升劣化熱狀態(tài)；在溫升劣化熱狀態(tài)的電氣元件并不見(jiàn)得產(chǎn)生煙霧或溫度過(guò)高，但可能已經(jīng)因?yàn)闇囟鹊纳仙沟秒姎庠男墚a(chǎn)生劣化現(xiàn)象。由于不同的電氣元件，其溫升劣化現(xiàn)象可能也不相同，因此必須針對(duì)不同的電氣元件而選擇不同的熱狀態(tài)組合。
然后，這些電氣元件的熱影像數(shù)據(jù)由影像處理辨識(shí)裝置10進(jìn)行影像處理，而得到對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)熱特征數(shù)據(jù)(步驟S30)，并存放于特征數(shù)據(jù)庫(kù)125中以供辨識(shí)比對(duì)之用。熱特征數(shù)據(jù)可包含失效嚴(yán)重性數(shù)據(jù)與失效類(lèi)別數(shù)據(jù)兩種。失效嚴(yán)重性數(shù)據(jù)一般是顯示電氣元件溫升劣化的程度，例如最高溫度數(shù)據(jù)以及溫度分布范圍數(shù)據(jù)；而失效類(lèi)別數(shù)據(jù)則通常是顯現(xiàn)電氣元件產(chǎn)生溫升劣化現(xiàn)象的模式，例如溫度分布形狀數(shù)據(jù)以及三維溫度映像數(shù)據(jù)。如此，藉由失效嚴(yán)重性數(shù)據(jù)與失效類(lèi)別數(shù)據(jù)的組合，即可對(duì)不同熱狀態(tài)的每一電氣元件產(chǎn)生一組獨(dú)特的熱特征數(shù)據(jù)。
接著，即可依步驟S20以及S30的動(dòng)作，對(duì)具有電氣元件的一特定區(qū)域擷取一特定熱影像(步驟S40)，并進(jìn)行影像處理，得到對(duì)應(yīng)的特定熱特征數(shù)據(jù)(步驟S50)。此時(shí)，并不需特別指明特定區(qū)域中所有的電氣元件分別為何。
最后，將特定熱特征數(shù)據(jù)與特征數(shù)據(jù)庫(kù)125中的所有熱特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)比對(duì)，以得到特定區(qū)域的溫升辨識(shí)結(jié)果(步驟S60)。以下說(shuō)明分類(lèi)比對(duì)的動(dòng)作。將特定熱特征數(shù)據(jù)與熱特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)比對(duì)的建立模式動(dòng)作，可采用類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層分類(lèi)(Multi-layer Perception)、主軸分析(Principal Component Analysis)模式或模糊集合(Fuzzy Set)等方法，以取得各熱影像圖的特征為輸入模式，而電氣元件的分類(lèi)原則為輸出模式，由此輸入輸出之間所建立的模式，即可尋求其最佳化參數(shù)。
請(qǐng)?jiān)賲⒁?jiàn)圖3A以及圖3B，以一范例說(shuō)明本發(fā)明的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法中影像辨識(shí)分類(lèi)的動(dòng)作。
圖3A是顯示一組電氣元件，由(a)至(f)分別為不同的角度及遠(yuǎn)近距離所拍攝的熱影像數(shù)據(jù)。由于一熱影像之中，通常會(huì)具有不只一個(gè)的區(qū)域高溫，因此在進(jìn)行影像處理時(shí)，須先進(jìn)行平滑化(Smoothing)處理后，再進(jìn)行X軸或Y軸投射或數(shù)值方法等動(dòng)作，如此即可取得高溫區(qū)域的位置，而得到最高溫度數(shù)據(jù)以及溫度分布范圍數(shù)據(jù)。
另外，電氣元件的熱分布，會(huì)受到其是否具有阻隔或其三維立體的角度所影響。無(wú)外殼阻隔的電氣元件，其溫度分布形狀數(shù)據(jù)可由可見(jiàn)光直接得到，但若有外殼的電氣元件，則會(huì)依外殼的散熱條件而影響其溫度分布形狀數(shù)據(jù)。因此，一般必須先獲取熱影像數(shù)據(jù)中的溫度平均值及變異量后，進(jìn)行去除背景溫度的動(dòng)作，并以模糊邏輯方法進(jìn)行映像(Mapping)動(dòng)作，取得溫度分布形狀數(shù)據(jù)以及三維溫度映像數(shù)據(jù)。藉由上述影像處理后的電氣元件的熱影像數(shù)據(jù)，其背景溫度均已去除，且經(jīng)過(guò)映像動(dòng)作，如圖3B的(a)至(f)所示。
在此必須說(shuō)明，由于影像處理與辨識(shí)的技術(shù)日新月異，因此本發(fā)明所使用的影像處理與辨識(shí)技術(shù)并不受限于上述實(shí)施例中所述的形式，而可應(yīng)用其它適當(dāng)?shù)挠跋裉幚砑夹g(shù)。
權(quán)利要求
1.一種電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，包含下列步驟提供復(fù)數(shù)電氣元件；擷取該電氣元件對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)熱狀態(tài)的復(fù)數(shù)熱影像數(shù)據(jù)，并將該熱影像數(shù)據(jù)進(jìn)行影像處理，而得到對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)熱特征數(shù)據(jù)，其中每一該電氣元件的該熱狀態(tài)中的至少一個(gè)是屬于溫升劣化熱狀態(tài)；擷取一特定區(qū)域的特定熱影像，并將該特定熱影像進(jìn)行影像處理，得到對(duì)應(yīng)的特定熱特征數(shù)據(jù)，其中該特定區(qū)域是具有該電氣元件中的至少一個(gè)；以及將該特定熱特征數(shù)據(jù)與該熱特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)比對(duì)，以得到該特定區(qū)域的溫升辨識(shí)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，其中該熱特征數(shù)據(jù)包含失效嚴(yán)重性數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，其中該失效嚴(yán)重性數(shù)據(jù)包含最高溫度數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，其中該失效嚴(yán)重性數(shù)據(jù)包含溫度分布范圍數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，其中該熱特征數(shù)據(jù)包含失效類(lèi)別數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，其中該失效類(lèi)別數(shù)據(jù)包含溫度分布形狀數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，其中該失效類(lèi)別數(shù)據(jù)包含三維溫度映像數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，其中將該特定熱特征數(shù)據(jù)與該熱特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)比對(duì)的動(dòng)作是采用類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層分類(lèi)(Multi-layer Perception)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，其中將該特定熱特征數(shù)據(jù)與該熱特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)比對(duì)的動(dòng)作是采用主軸分析(PrincipalComponent Analysis)模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，其中將該特定熱特征數(shù)據(jù)與該熱特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)比對(duì)的動(dòng)作是采用模糊集合(FuzzySet)。
全文摘要
一種電氣元件溫升辨識(shí)分類(lèi)方法，包含下列步驟首先，提供復(fù)數(shù)電氣元件；其次，擷取電氣元件對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)熱狀態(tài)的復(fù)數(shù)熱影像數(shù)據(jù)，并將這些熱影像數(shù)據(jù)進(jìn)行影像處理，而得到對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)熱特征數(shù)據(jù)，其中每一電氣元件的熱狀態(tài)中的至少一個(gè)是屬于溫升劣化熱狀態(tài)；然后，擷取一特定區(qū)域的特定熱影像，進(jìn)行影像處理，得到對(duì)應(yīng)的特定熱特征數(shù)據(jù)，其中該特定區(qū)域是具有電氣元件中的至少一個(gè)；最后，將特定熱特征數(shù)據(jù)與所有熱特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)比對(duì)，以得到該特定區(qū)域的溫升辨識(shí)結(jié)果。
文檔編號(hào)G01J5/60GK1621810SQ200310115428
公開(kāi)日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月25日
發(fā)明者林國(guó)照, 賴(lài)加勛, 劉健偉 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院