(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 202210816697.4 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市麓山 南路932号 (72)发明人 陈致蓬　黄嘉庆　桂卫华　阳春华　 蒋朝辉　 (74)专利代理 机构 长沙朕扬知识产权代理事务 所(普通合伙) 43213 专利代理师 马家骏 (51)Int.Cl. G06T 5/50(2006.01) G06V 10/74(2022.01) G06V 10/80(2022.01) (54)发明名称 一种幽光高温工业内窥镜取像方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种幽光高温工业内窥镜取 像方法及系统， 通过获取工业炉窑内的数字图 像， 并构成原始视频流， 对原始视频流进行三维 梳状滤波， 对三维梳状滤波后的视频流进行高亮 视频合成， 获得高亮视频流以及对高亮视频流中 的图像帧进行白平衡处理， 从而获得高质量的炉 内图像， 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。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 115393236 A 2022.11.25 CN 115393236 A 1.一种幽光高温工业内窥镜取像方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取工业炉窑内的数字图像， 并构成原 始视频流； 对原始视频流进行三维梳状滤波； 对三维梳状滤波后的视频流进行高亮视频合成， 获得高亮视频流； 对高亮视频流中的图像帧进行白平衡处 理， 从而获得高质量的炉内图像。 2.根据权利要求1所述的幽光高温工业内窥镜取像方法， 其特征在于， 对三维梳状滤波 后的视频流进行高亮视频合成， 获得高亮视频流包括： 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； 对视频帧进行非线性变换； 对非线性变换后的视频帧进行叠加， 获得增强图像； 对增强图像采用最大后验 模型进行优化， 获得合成视频帧， 从而获得高亮视频流。 3.根据权利要求2所述的幽光高温工业内窥镜取像方法， 其特征在于， 对视频帧进行非 线性变换的计算公式为： 其中， Py和Px分别表示变换后的灰度值和变换前的灰度值， n用来控制亮度的整体提高 程度， 且n ＝2。 4.根据权利要求2或3所述的幽光高温工业内窥镜取像方法， 其特征在于， 对增强图像 采用最大后验 模型进行优化， 获得合成视频帧包括： 计算保真度函数， 其中保真度函数的计算公式为： 其中， ψ(Ot,Yj)为保真度函数， 用来衡量t时刻优 化图像Ot和j时刻增强图像Yj的相似性， 为Ot和Yj的联合分布的方差， B和D分别表示模糊矩阵和下采样矩阵， S表示协方差矩阵， 表示t时刻的优化图像Ot到j时刻的增强图像Yj的运动补偿矩阵； 计算一致性函数， 其中一 致性函数的计算公式为： 其中， 表示t‑1时刻的输出优化图像， 表示一致性函数， 衡量t时刻的优化 图像Ot和t‑1时刻的输出优化图像 之间的相似性， 是Ot和 的联合分布的方差， 是t时刻优化图像Ot到t‑1时刻的输出优化图像 的运动补偿矩阵； 计算正则化函数， 其中正则化 函数的计算公式为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115393236 A 2其中， L(Ot)为正则化函数， P为移动窗口的大小， α用于约束优化图像的平滑程度， Hl和 Vj表示将t时刻优化图像Ot在水平和垂直方向上分别移动l和j像素的算子； 根据保真度函数、 一致性函数和正则化函数， 获得优化图像Ot的后验概率， 且后验概率 的计算公式为： 其中， p(Ot)是优化图像Ot的后验概率， r为输出优化图像使用的原视频在t时刻前 的视 频图像帧数， b为输出优化图像使用的原视频在t时刻后的视频图像帧数； 根据输出优化图像的后验概 率， 获得合成视频帧， 具体 计算公式为： 5.根据权利要求4所述的幽光高温工业内窥镜取像方法， 其特征在于， 对高亮视频流中 的图像帧进行白平衡处 理， 从而获得高质量的炉内图像包括： 将高亮视频流 中的图像帧从RGB空间分别转换到HSV空间和YCbCr空间， 获得H通道， S通 道， V通道， Y通道， Cb通道和Cr通道； 将图像帧分为预设数目的区域， 并分别计算各个区域的H通道， S通道， Cb通道和Cr通道 的绝对偏差均值； 根据H通道， S通道， Cb通道和Cr通道的绝对偏差均 值， 获取需要进行白平衡处理的待处 理区域； 计算待处 理区域的H通道， S通道， Cb通道和Cr通道的均值和偏差； 根据待处 理区域的H通道， S通道， Cb通道和Cr通道的均值和偏差， 获取候补白点； 从候选白点中选取参考白点， 并将参考白点与HSV空间和YCbCr空间的亮度信息进行融 合。 6.根据权利要求5所述的幽光高温工业内窥镜取像方法， 其特征在于， 根据待处理区域 的H通道， S通道， Cb通道和Cr通道的均值和偏差， 获取候补白点的计算公式为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115393236 A 3