一种幽光高温工业内窥镜制造技术

本发明专利技术公开了一种幽光高温工业内窥镜，包括外壳组件、安装于外壳组件内的幽光级光学成像系统和图像亮度处理模块，其中：幽光级光学成像系统，用于采集炉内图像视频流；图像亮度处理模块，与幽光级光学成像系统连接，用于接收幽光级光学成像系统输出的炉内图像视频流，并对炉内图像视频流进行亮度处理，从而获得高亮清晰的炉内图像视频流，本发明专利技术解决了在极弱光条件下，工业炉窑内图像成像亮度不足、细节模糊、轮廓不清的技术问题，且设计的保真度函数、一致性函数和正则化函数，利用了优化图像与原图像的强相关性，达到了在保证增强图像亮度的同时，消除增强图像中出现的重影的目的，有效地提高了增强图像的图像质量。有效地提高了增强图像的图像质量。有效地提高了增强图像的图像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种幽光高温工业内窥镜


[0001]本专利技术主要涉及高温工业内窥镜
，特指一种幽光高温工业内窥镜。

技术介绍

[0002]工业窑炉内部信息的获取是实现其精准控制、保证其高效运行、达成降耗减排目标的关键。高温工业内窥镜是能直接获取工业窑炉内部信息的核心设备。然而，工业窑炉内部高温、强腐蚀的恶劣环境，对内窥镜的耐温抗腐要求极为严苛。同时，工业窑炉内部的极弱光环境(即照度低于0.0001Lux的幽光级亮度环境)，导致内窥镜拍摄的图像存在细节缺失、轮廓模糊、清晰度不佳等问题。这将影响操作人员对窑炉工作运行状态的准确判断，无法及时选取恰当手段控制窑炉，导致炉况波动、设备故障，最终造成巨大经济损失。采用全新的幽光高温工业内窥镜，可以承受高温、强腐蚀环境，克服工业窑炉内部的极弱光环境(照度低于0.0001Lux)，实现幽光级成像，为操作人员提供高质量的炉内成像，清晰展现窑炉内部运行情况，为工业窑炉运行状态的调整提供操作依据，避免事故发生。
[0003]窑炉内取像内窥镜设备主要包括：无光源工业内窥镜与有光源工业内窥镜。有光源工业内窥镜又分为伸缩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种幽光高温工业内窥镜，其特征在于，所述幽光高温工业内窥镜包括外壳组件、安装于所述外壳组件内的幽光级光学成像系统和图像亮度处理模块(U5)，其中：所述幽光级光学成像系统，用于采集炉内图像视频流；所述图像亮度处理模块(U5)，与所述幽光级光学成像系统连接，用于接收所述幽光级光学成像系统输出的炉内图像视频流，并对所述炉内图像视频流进行亮度处理，从而获得高亮清晰的炉内图像视频流。2.根据权利要求1所述的幽光高温工业内窥镜，其特征在于，所述外壳组件包括前端外壳组件和后端外壳组件，其中：所述前端外壳组件为双层结构，且双层结构中的外层为风冷流通通道(U1)，内层的外侧为双螺旋状缠绕的水冷循环流动通道(U2)；所述后端外壳组件，用于安装CCD成像芯片(U3)、成像驱动电路和图像亮度处理模块(U5)，且所述后端外壳组件上开设风冷进气口(U4)、水冷进水口(U6)以及水冷出水口(U7)。3.根据权利要求2所述的幽光高温工业内窥镜，其特征在于，所述幽光高温工业内窥镜还包括冷却系统，其中：所述冷却系统采用风冷
‑
水冷双冷却系统，且所述风冷
‑
水冷双冷却系统中的冷气从风冷进风口进入风冷流通通道(U1)，气体在风冷流通通道(U1)中流通，形成气冷效果；所述风冷
‑
水冷双冷却系统中的水流从水冷进水口(U6)进入水冷循环流动通道(U2)，并于水冷出水口(U7)排出，排出后的水流经处理后可再次流入，以此循环流通形成水冷效果。4.根据权利要求1所述的幽光高温工业内窥镜，其特征在于，所述幽光级光学成像系统包括依次连接的取像物镜组(M1)、中继透镜组(M2)、调焦镜组(M4)以及CCD成像芯片(U3)，其中：所述取像物镜组(M1)，包括负焦度透镜组与正焦度透镜组，且所述负焦度透镜组用于散射入射光线，将采集的大视场角、大进光量光学信息均匀散射至正焦度透镜组，为光学信息远距离平行传播提供初始条件，所述正焦度透镜组用于重新聚集散射的光线，形成平行于光轴的光束；所述中继透镜组(M2)，用于将取像物镜组(M1)获取的炉内图像传送到CCD成像芯片(U3)；所述调焦镜组(M4)，用于在CCD成像芯片(U3)模糊时，对焦距进行调节，从而保证成像清晰；所述CCD成像芯片(U3)，用于将经过调焦镜组(M4)传输的清晰图像，转换为数字图像。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的幽光高温工业内窥镜，其特征在于，所述图像亮度处理模块(U5)包括输入处理单元(S7)和与所述输入处理单元(S7)依次连接的FPGA视频流图像处理单元(S1)和输出处理单元(S8)，其中：所述输入处理单元(S7)，用于对幽光级光学成像系统输出的炉内图像视频流进行解码，并将解码后的炉内图像视频流存储到DDR SDRAM存储模块(S5)；所述FPGA视频流图像处理单元(S1)，用于对解码后的炉内图像视频流进行图像预处理与亮度合成，具体包括MicroBlaze处理模块(S4)和与所述MicroBlaze处理模块(S4)连接的信号处理任务触发模块(S3)、预设处理任务模块(S2)和DDR SDRAM存储模块(S5)，其中：
所述信号处理任务触发模块(S3)，用于根据DDR SDRAM存储模块(S5)存储的炉内图像视频流，判断炉内图像视频流中图像帧数量是否满足预设处理任务模块(S2)中的算法要求，并对MicroBlaze处理模块(S4)发送任务命令，实现任务触发、任务配置及任务管理；所述预设处理任务模块(S2)，用于预先储存图像预处理与亮度合成处理任务的算法；所述MicroBlaze处理模块(S4)，用于接收信号处理任务触发模块(S3)发送的任务触发、任务配置及任务管理命令，并根据预设处理任务模块(S2)中预先储存的图像预处理与亮度合成处理任务的算法，对解码后的炉内图像视频流进行图像预处理与亮度合成；所述DDR SDRAM存储模块(S5)，用于存储输入处理单元(S7)解码后的炉内图像视频流以及与信号处理任务触发模块(S3)和MicroBlaze处理模块(S4)进行数据交互；所述输出处理单元(S8)，用于输出FPGA视频流图像处理单元(S1)处理后的炉内图像视频流。6.根据权利要求5所述的幽光高温工业内窥镜，其特征在于，所述预设处理任务模块(S2)包括依次连接的三维数字梳状滤波算法子模块、基于时空域自适应的视频高亮合成算法子模块以及基于多颜色动态域算法的白平衡算法子模块，其中：所述三维数字梳状滤波算法子模块，用于对解码后的炉内视频流进行三维数字梳状滤波；所述基于时空域自适应的视频高亮合成算法子模块，用于对三维数字梳状滤波后的炉内视频流进行视频高亮合成；所述基于多颜色动态域算法的白平衡算法子模块，用于对视频亮度合成后的炉内视频流进行白平衡处理。7.根据权利要求6所述的幽光高温工业内窥镜，其特征在于，所述基于时空域自适应的视频高亮合成算法子模块包括依次连接的视频帧采集子模块、非线性变换子模块、叠加子模块以及合成视频帧获取子模块，其中：所述视频帧采集子模块，用于采集三维梳状滤波后的视频流中的视频帧，所述视频帧包括当前视频帧以及与当前视频帧相邻的视频帧；所述非线性...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈致蓬，吴婧祎，桂卫华，阳春华，蒋朝辉，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：