視覺(jué)檢測(cè)及其應(yīng)用課件

視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)用其應(yīng)用視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)用其應(yīng)用1-----利用攝像機(jī)替代人眼，圖像處理軟件替代大腦對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)或識(shí)別的計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)。組成：由光源、鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集卡、圖像處理器/軟件以及必要的I/O等。具有極高的效率、重復(fù)性以及精度，在很多情況下是人眼無(wú)法替代的。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)一、視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)-----利用攝像機(jī)替代人眼，圖像處理軟件替代大腦對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行21、視覺(jué)系統(tǒng)的一般構(gòu)成光源圖像卡場(chǎng)景攝像機(jī)計(jì)算機(jī)典型視覺(jué)系統(tǒng)工作原理：光→敏感元件→電（光電元件）光源光通路光電元件測(cè)量電路光光電電yx1x2傳感器：1、視覺(jué)系統(tǒng)的一般構(gòu)成光源圖像卡場(chǎng)景攝像機(jī)計(jì)算機(jī)典型視覺(jué)系統(tǒng)3單目視覺(jué)：一個(gè)攝像組件（鏡頭+攝像機(jī)）多目視覺(jué)：多個(gè)攝像組件（鏡頭+攝像機(jī)）圖像采集部分、圖像處理部分、通信和I/O部分以及輸出和執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖像采集系統(tǒng)：可視化圖像或特征數(shù)據(jù)場(chǎng)景鏡頭光源攝像機(jī)圖像存儲(chǔ)體計(jì)算機(jī)輸出鏡頭攝像機(jī)鏡頭攝像機(jī)控制電纜視覺(jué)系統(tǒng)流程圖圖像質(zhì)量好圖像處理簡(jiǎn)單、結(jié)果理想圖像質(zhì)量差圖象處理麻煩、結(jié)果不理想由光源、鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集卡等構(gòu)成單目視覺(jué)：一個(gè)攝像組件（鏡頭+攝像機(jī)）圖像采集部分、圖像處理4(1)CCD的種類：2、CCD攝像機(jī)①按成象器件分類：線陣CCD、面陣CCD②按顏色分類：黑白攝像機(jī)、彩色攝像機(jī)④按輸出信號(hào)分類：模擬式、數(shù)字式

黑白攝像機(jī)：信息量小，時(shí)間、空間少彩色攝像機(jī)：信息量大，時(shí)間、空間多線陣CCD：一行，掃描；體積小，價(jià)格低；面陣CCD:整幅圖像；直觀；價(jià)格高，體積大；③按掃描方式分類：逐行掃描、隔行掃描

逐行掃描：高速運(yùn)動(dòng)，避免邊緣模糊數(shù)字?jǐn)z像機(jī)----電子快門曝光時(shí)間:1/50s、1/125s、1/250s、1/500s、1/1000s、1/2000s、1/4000s、1/8000s、1/16000s、1/32000s…⑤按形狀分類：長(zhǎng)形、短形、方塊形、半球形、單板形

(1)CCD的種類：2、CCD攝像機(jī)①按成象器件分類：線陣5(2)攝像機(jī)的主要參數(shù)：①制式：②CCD芯片尺寸：PAL制式---標(biāo)準(zhǔn)為625行，50場(chǎng)，中國(guó)采用隔行掃描（黑白為CCIR）（西歐、亞洲、澳大利亞）NTSC制式---標(biāo)準(zhǔn)為525行，60場(chǎng)（黑白為EIA）（美加、日本）非標(biāo)準(zhǔn)制式---只有醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到

面陣CCD芯片相位交替行（PhaseAlternatingLine）---逐行倒相國(guó)家電視委員會(huì)（NationalTelevisionSystemsCommittee)(2)攝像機(jī)的主要參數(shù)：①制式：②CCD芯片尺寸：PAL制6③CCD分辨率：是CCD的主要性能指標(biāo)，它決定了顯示圖像的清晰程度，分辨率越高，圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)越好。像素---CCD每一個(gè)元素，像素越多，圖像越清晰44萬(wàn)（768*576）、100萬(wàn)（1024*1024）200萬(wàn)（1600*1200）、600萬(wàn)（2832*2128）電視線---簡(jiǎn)稱線(TVLINES)，彩色攝像頭一般330~500線，黑白可以達(dá)到600線。電視線與CCD和鏡頭有關(guān)，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān)，通常規(guī)律是1MHz的頻帶寬度相當(dāng)于清晰度為80線。頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對(duì)越大?；叶燃?jí)---灰度分辨率、色彩分辨率，1/2n位數(shù)：8位（bit）、10位、11位、12位、位數(shù)越多，圖像越清晰。③CCD分辨率：是CCD的主要性能指標(biāo)，它決定了顯示圖像的清7二、信號(hào)處理技術(shù)1.信號(hào)處理電路光電元件信號(hào)處理圖像處理光電電圖像3）電壓/電流（V/A）轉(zhuǎn)換----需要電流輸出時(shí)；1）信號(hào)放大2）噪聲抑制----信號(hào)淹沒(méi)在噪聲中；電壓（mV/V）；電流（A/

mA）----運(yùn)算放大電路（運(yùn)算放大器）相敏檢波：同步整流電路模擬濾波：低通（LPF）、高通（HPF）、帶通（BPF）、帶阻（BEF）、全通（APF）濾波器4）模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換----需要輸出數(shù)字信號(hào)時(shí)二、信號(hào)處理技術(shù)1.信號(hào)處理電路光電元件信號(hào)處理圖像處理光電82.圖像處理技術(shù)成像—干擾等—圖像降質(zhì)—圖像預(yù)處理灰度校正---突出特征---圖像增強(qiáng)（銳化）濾波降噪---去除噪聲---圖像濾波（平滑化）灰度修正：改變灰度分布---直方圖修正目標(biāo)（前景）：黑的更黑、白的更白---直方圖拉伸干擾（背景）：灰度模糊---直方圖壓縮目的：感興趣特征—突出；不需要—衰減；不逼近1)圖像增強(qiáng)預(yù)處理+提取、識(shí)別、計(jì)算2.圖像處理技術(shù)成像—干擾等—圖像降質(zhì)—圖像預(yù)處9(70,30)(180,230)直方圖修正：(70,30)(180,230)直方圖修正：10視覺(jué)檢測(cè)及其應(yīng)用課件11視覺(jué)檢測(cè)及其應(yīng)用課件12視覺(jué)檢測(cè)及其應(yīng)用課件132)圖像濾波

圖像噪聲：強(qiáng)度隨機(jī)信號(hào)高斯噪聲椒鹽（Salt&pepper)噪聲：隨機(jī)出現(xiàn)黑白亮度值高斯噪聲：高斯/正態(tài)分布－傳感器噪聲模型（攝像機(jī)電子干擾噪聲等）---濾波器2)圖像濾波圖像噪聲：強(qiáng)度隨機(jī)信號(hào)高斯噪聲椒鹽（Salt14原始圖像高斯濾波原始圖像153)邊緣檢測(cè)(1)邊緣定義邊緣：圖像局部亮度變化最顯著的部分分布：目標(biāo)-目標(biāo)、目標(biāo)-背景、區(qū)域-區(qū)域、色彩-色彩(2)邊緣檢測(cè)算子梯度算子、Roberts算子

、Sobel算子、

Prewitt算子

、拉普拉斯算子、LoG算子、Canny算子4)圖像描述與識(shí)別---提取特征參量，識(shí)別物體3)邊緣檢測(cè)(1)邊緣定義邊緣：圖像局部亮度變化最顯著16原始圖像LOG算子Prewitt算子Roberts算子Sobel算子Canny算子r原始圖像LOG算子Prewitt算子Roberts算子17離焦—不清晰、對(duì)比度不好聚焦—清晰、對(duì)比度好return離焦—不清晰、對(duì)比度不好聚焦—清晰、對(duì)18return夜晚景物圖像對(duì)比夜間模式延長(zhǎng)曝光時(shí)間光積分時(shí)間短---曝光量小---景物亮度低---對(duì)比度差光積分時(shí)間長(zhǎng)---曝光量大---景物亮度高---對(duì)比度好return夜晚景物圖像對(duì)比夜間模式延長(zhǎng)曝光時(shí)間光積分時(shí)間短19F=8傍晚景物圖像對(duì)比F=5.6F=8傍晚景物圖像對(duì)比F=5.620陰天景物圖像對(duì)比F=11F=5.6return陰天景物圖像對(duì)比F=11F=5.6return21rr22rr23(1)零件的識(shí)別與定位領(lǐng)域：工業(yè)、醫(yī)療、航天、軍事、農(nóng)業(yè)等1、工業(yè)檢測(cè)例：雙目立體視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)——簡(jiǎn)單視覺(jué)的機(jī)器人系統(tǒng)■自動(dòng)連接引線、對(duì)準(zhǔn)芯片和封裝；■自動(dòng)安裝部件，自動(dòng)焊接或自動(dòng)切割加工、自動(dòng)澆注系統(tǒng)等。三、視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用(1)零件的識(shí)別與定位領(lǐng)域：工業(yè)、醫(yī)療、24(2)零件尺寸的在線測(cè)量(3)零件外觀及內(nèi)部缺陷檢測(cè)芯片定位芯片管腳檢測(cè)鋼板厚度的在線測(cè)量

木料檢測(cè)原理例：木料檢測(cè)：缺陷、體積

(4)產(chǎn)品分類、分組(5)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、編碼識(shí)別蘋果分級(jí)、分色、配色商品條碼、印鑒、標(biāo)簽(2)零件尺寸的在線測(cè)量(3)零件外觀及內(nèi)部缺陷檢測(cè)芯片25“手-眼”定位：兩個(gè)攝像機(jī)---兩幅平面圖像---三維場(chǎng)景信息用于：目標(biāo)識(shí)別、道路識(shí)別、障礙物判斷、主動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)視覺(jué)導(dǎo)航無(wú)人駕駛汽車、無(wú)人駕駛飛機(jī)、無(wú)人戰(zhàn)車、探測(cè)機(jī)器人實(shí)例：美國(guó)Sojourner系列和Rocky系列火星探測(cè)移動(dòng)機(jī)器人2、機(jī)器人導(dǎo)航“手-眼”定位：兩個(gè)攝像機(jī)---兩幅平面圖像---26“機(jī)遇”號(hào)火星車拍攝火星土壤的顯微照片

“勇氣”號(hào)火星車發(fā)回的彩色照片美國(guó)勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)火星探測(cè)移動(dòng)機(jī)器人“機(jī)遇”號(hào)火星車拍攝“勇氣”號(hào)火星車發(fā)回的彩色照片美國(guó)勇氣號(hào)273、生物醫(yī)學(xué)圖像分析（1）醫(yī)學(xué)臨床診斷：X射線、B超、CT、核磁共振（MRI）醫(yī)學(xué)影像融合分析細(xì)胞個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)

CT圖像自動(dòng)檢測(cè)：染色體切片、癌細(xì)胞切片、超聲波圖象3、生物醫(yī)學(xué)圖像分析（1）醫(yī)學(xué)臨床診斷：X射線、B超、C28三維人體掃描三維人體掃描29（2）生物圖像分析：形狀、組織切片、染色體配對(duì)、細(xì)菌、病毒、病原體外形尺寸檢測(cè)、顏色識(shí)別、表面損傷檢測(cè)以及組織分析葉片細(xì)胞顯微放大圖片

轉(zhuǎn)基因大豆孢子例：水果分類；發(fā)芽土豆；雜草識(shí)別（2）生物圖像分析：形狀、組織切片、染色體配對(duì)、細(xì)菌、病毒、304、遙感圖像分析：衛(wèi)星遙感圖像---氣象衛(wèi)星（紅外成象---云圖---氣象狀況）資源衛(wèi)星（多光譜成象----地質(zhì)、礦藏、森林、災(zāi)害）海洋衛(wèi)星（合成孔徑雷達(dá)成象---海洋、海浪、海灘）航空攝影圖像---（多目成象---大地測(cè)量、測(cè)繪）交通---車輛識(shí)別、牌照識(shí)別、車型判斷、車輛監(jiān)視、交通流量檢測(cè)安全---指紋判別與匹配、面孔與眼底識(shí)別、安全檢查（飛機(jī)、海關(guān)）監(jiān)視---超市、商店防盜、銀行監(jiān)控，停車場(chǎng)、電梯閉路電視6、軍事與國(guó)防：5、監(jiān)控、安防、交通管理：超低空雷達(dá)、超視距雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、導(dǎo)彈導(dǎo)航、地形匹配、單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)、戰(zhàn)場(chǎng)遙測(cè)、夜視儀、聲納成象7、辦公與家電：辦公設(shè)備---數(shù)碼復(fù)印機(jī)、掃描儀、傳真機(jī)、繪圖儀家用電器---數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、可視電話、可視門鈴4、遙感圖像分析：衛(wèi)星遙感圖像---氣象衛(wèi)星（紅外成象31優(yōu)點(diǎn)：便宜，檢測(cè)能力強(qiáng)缺點(diǎn)：產(chǎn)能低，不適合檢測(cè)外層板Orion優(yōu)點(diǎn)：便宜，檢測(cè)能力強(qiáng)Orion32OpticalHead光頭ScanLine掃描線Scanningslice掃描片段(variablewidth可變寬度)ScannedPanel被掃描的板ScanningPath-掃描路徑OpticalHeadScanLineScanning33ImageProcessing-圖像處理EICCCDPreprocessingCards預(yù)處理卡AnalogtoDigitalCircuitry模擬數(shù)字信號(hào)DigitaltoBinaryCircuitry數(shù)字信號(hào)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)Analog模擬信號(hào)Digital數(shù)字信號(hào)Binary二進(jìn)制ImageProcessing-圖像處理EICCCDPre34Logics邏輯分析Binarystripsarecombinedandsenttothelogichardware二進(jìn)制條碼組合后發(fā)送到邏輯硬件進(jìn)行邏輯分析OriginalPanelBinary“strips”二進(jìn)制條碼BinaryImage-二進(jìn)制圖像Logics邏輯分析Binarystripsareco35ImageAcquisitionSummary-獲取圖像摘要ActualPanel實(shí)際的板BinaryPicture二進(jìn)制圖形PURPOSE:Tocreateabinary(pixelized)picturepreciselyrepresentingthepanelbeinginspected.目的：建立一個(gè)二進(jìn)制的圖形描繪被檢查的板ImageAcquisitionSummary-獲取圖像36LogicsSummary-邏輯摘要PURPOSE:ToidentifyandreportdefectsbasedonDRCandReferenceComparison.目的：通過(guò)對(duì)比參考文件可識(shí)別及發(fā)現(xiàn)板的缺陷ReferenceFileLogicSetupParametersLogicsSummary-邏輯摘要PURPOSE:To37四、數(shù)學(xué)工具軟件簡(jiǎn)介(1)Mathematica數(shù)值和符號(hào)計(jì)算的代表性軟件Matlab高性能的科技計(jì)算軟件，廣泛應(yīng)用于數(shù)學(xué)計(jì)算、建模、仿真和數(shù)據(jù)分析處理及工程作圖Maple強(qiáng)有力的符號(hào)處理能力，高精度的數(shù)值計(jì)算，靈活的圖形顯示四、數(shù)學(xué)工具軟件簡(jiǎn)介(1)Mathematica38四、數(shù)學(xué)工具軟件簡(jiǎn)介(1)統(tǒng)計(jì)軟件SPSSSAS優(yōu)化與規(guī)劃軟件LindoLingo技術(shù)圖形和數(shù)據(jù)分析軟件MathCADOrigin四、數(shù)學(xué)工具軟件簡(jiǎn)介(1)統(tǒng)計(jì)軟件39六、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式6.1硬件方式基于PC平臺(tái)---高級(jí)計(jì)算機(jī)+圖像采集卡+CCD攝 影機(jī)+照明系統(tǒng)+I/O接口+CCD攝影機(jī)+照明系統(tǒng)+I/O接口嵌入式系統(tǒng)FPGA專用機(jī)器視覺(jué)器件FPGA+DSP六、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式6.1硬件方式基于PC平臺(tái)--406.2機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的軟件實(shí)現(xiàn)方式1）高級(jí)語(yǔ)言（如：匯編語(yǔ)言、VHDL， C/C++等）2）工具軟件（如：OpoenCV,LabView等）6.2機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的軟件實(shí)現(xiàn)方式1）高級(jí)語(yǔ)言（如：匯編語(yǔ)41視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)用其應(yīng)用視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)用其應(yīng)用42-----利用攝像機(jī)替代人眼，圖像處理軟件替代大腦對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)或識(shí)別的計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)。組成：由光源、鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集卡、圖像處理器/軟件以及必要的I/O等。具有極高的效率、重復(fù)性以及精度，在很多情況下是人眼無(wú)法替代的。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)一、視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)-----利用攝像機(jī)替代人眼，圖像處理軟件替代大腦對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行431、視覺(jué)系統(tǒng)的一般構(gòu)成光源圖像卡場(chǎng)景攝像機(jī)計(jì)算機(jī)典型視覺(jué)系統(tǒng)工作原理：光→敏感元件→電（光電元件）光源光通路光電元件測(cè)量電路光光電電yx1x2傳感器：1、視覺(jué)系統(tǒng)的一般構(gòu)成光源圖像卡場(chǎng)景攝像機(jī)計(jì)算機(jī)典型視覺(jué)系統(tǒng)44單目視覺(jué)：一個(gè)攝像組件（鏡頭+攝像機(jī)）多目視覺(jué)：多個(gè)攝像組件（鏡頭+攝像機(jī)）圖像采集部分、圖像處理部分、通信和I/O部分以及輸出和執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖像采集系統(tǒng)：可視化圖像或特征數(shù)據(jù)場(chǎng)景鏡頭光源攝像機(jī)圖像存儲(chǔ)體計(jì)算機(jī)輸出鏡頭攝像機(jī)鏡頭攝像機(jī)控制電纜視覺(jué)系統(tǒng)流程圖圖像質(zhì)量好圖像處理簡(jiǎn)單、結(jié)果理想圖像質(zhì)量差圖象處理麻煩、結(jié)果不理想由光源、鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集卡等構(gòu)成單目視覺(jué)：一個(gè)攝像組件（鏡頭+攝像機(jī)）圖像采集部分、圖像處理45(1)CCD的種類：2、CCD攝像機(jī)①按成象器件分類：線陣CCD、面陣CCD②按顏色分類：黑白攝像機(jī)、彩色攝像機(jī)④按輸出信號(hào)分類：模擬式、數(shù)字式

黑白攝像機(jī)：信息量小，時(shí)間、空間少彩色攝像機(jī)：信息量大，時(shí)間、空間多線陣CCD：一行，掃描；體積小，價(jià)格低；面陣CCD:整幅圖像；直觀；價(jià)格高，體積大；③按掃描方式分類：逐行掃描、隔行掃描

逐行掃描：高速運(yùn)動(dòng)，避免邊緣模糊數(shù)字?jǐn)z像機(jī)----電子快門曝光時(shí)間:1/50s、1/125s、1/250s、1/500s、1/1000s、1/2000s、1/4000s、1/8000s、1/16000s、1/32000s…⑤按形狀分類：長(zhǎng)形、短形、方塊形、半球形、單板形

(1)CCD的種類：2、CCD攝像機(jī)①按成象器件分類：線陣46(2)攝像機(jī)的主要參數(shù)：①制式：②CCD芯片尺寸：PAL制式---標(biāo)準(zhǔn)為625行，50場(chǎng)，中國(guó)采用隔行掃描（黑白為CCIR）（西歐、亞洲、澳大利亞）NTSC制式---標(biāo)準(zhǔn)為525行，60場(chǎng)（黑白為EIA）（美加、日本）非標(biāo)準(zhǔn)制式---只有醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到

面陣CCD芯片相位交替行（PhaseAlternatingLine）---逐行倒相國(guó)家電視委員會(huì)（NationalTelevisionSystemsCommittee)(2)攝像機(jī)的主要參數(shù)：①制式：②CCD芯片尺寸：PAL制47③CCD分辨率：是CCD的主要性能指標(biāo)，它決定了顯示圖像的清晰程度，分辨率越高，圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)越好。像素---CCD每一個(gè)元素，像素越多，圖像越清晰44萬(wàn)（768*576）、100萬(wàn)（1024*1024）200萬(wàn)（1600*1200）、600萬(wàn)（2832*2128）電視線---簡(jiǎn)稱線(TVLINES)，彩色攝像頭一般330~500線，黑白可以達(dá)到600線。電視線與CCD和鏡頭有關(guān)，還與攝像頭電路通道的頻帶寬度直接相關(guān)，通常規(guī)律是1MHz的頻帶寬度相當(dāng)于清晰度為80線。頻帶越寬，圖像越清晰，線數(shù)值相對(duì)越大。灰度級(jí)---灰度分辨率、色彩分辨率，1/2n位數(shù)：8位（bit）、10位、11位、12位、位數(shù)越多，圖像越清晰。③CCD分辨率：是CCD的主要性能指標(biāo)，它決定了顯示圖像的清48二、信號(hào)處理技術(shù)1.信號(hào)處理電路光電元件信號(hào)處理圖像處理光電電圖像3）電壓/電流（V/A）轉(zhuǎn)換----需要電流輸出時(shí)；1）信號(hào)放大2）噪聲抑制----信號(hào)淹沒(méi)在噪聲中；電壓（mV/V）；電流（A/

mA）----運(yùn)算放大電路（運(yùn)算放大器）相敏檢波：同步整流電路模擬濾波：低通（LPF）、高通（HPF）、帶通（BPF）、帶阻（BEF）、全通（APF）濾波器4）模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換----需要輸出數(shù)字信號(hào)時(shí)二、信號(hào)處理技術(shù)1.信號(hào)處理電路光電元件信號(hào)處理圖像處理光電492.圖像處理技術(shù)成像—干擾等—圖像降質(zhì)—圖像預(yù)處理灰度校正---突出特征---圖像增強(qiáng)（銳化）濾波降噪---去除噪聲---圖像濾波（平滑化）灰度修正：改變灰度分布---直方圖修正目標(biāo)（前景）：黑的更黑、白的更白---直方圖拉伸干擾（背景）：灰度模糊---直方圖壓縮目的：感興趣特征—突出；不需要—衰減；不逼近1)圖像增強(qiáng)預(yù)處理+提取、識(shí)別、計(jì)算2.圖像處理技術(shù)成像—干擾等—圖像降質(zhì)—圖像預(yù)處50(70,30)(180,230)直方圖修正：(70,30)(180,230)直方圖修正：51視覺(jué)檢測(cè)及其應(yīng)用課件52視覺(jué)檢測(cè)及其應(yīng)用課件53視覺(jué)檢測(cè)及其應(yīng)用課件542)圖像濾波

圖像噪聲：強(qiáng)度隨機(jī)信號(hào)高斯噪聲椒鹽（Salt&pepper)噪聲：隨機(jī)出現(xiàn)黑白亮度值高斯噪聲：高斯/正態(tài)分布－傳感器噪聲模型（攝像機(jī)電子干擾噪聲等）---濾波器2)圖像濾波圖像噪聲：強(qiáng)度隨機(jī)信號(hào)高斯噪聲椒鹽（Salt55原始圖像高斯濾波原始圖像563)邊緣檢測(cè)(1)邊緣定義邊緣：圖像局部亮度變化最顯著的部分分布：目標(biāo)-目標(biāo)、目標(biāo)-背景、區(qū)域-區(qū)域、色彩-色彩(2)邊緣檢測(cè)算子梯度算子、Roberts算子

、Sobel算子、

Prewitt算子

、拉普拉斯算子、LoG算子、Canny算子4)圖像描述與識(shí)別---提取特征參量，識(shí)別物體3)邊緣檢測(cè)(1)邊緣定義邊緣：圖像局部亮度變化最顯著57原始圖像LOG算子Prewitt算子Roberts算子Sobel算子Canny算子r原始圖像LOG算子Prewitt算子Roberts算子58離焦—不清晰、對(duì)比度不好聚焦—清晰、對(duì)比度好return離焦—不清晰、對(duì)比度不好聚焦—清晰、對(duì)59return夜晚景物圖像對(duì)比夜間模式延長(zhǎng)曝光時(shí)間光積分時(shí)間短---曝光量小---景物亮度低---對(duì)比度差光積分時(shí)間長(zhǎng)---曝光量大---景物亮度高---對(duì)比度好return夜晚景物圖像對(duì)比夜間模式延長(zhǎng)曝光時(shí)間光積分時(shí)間短60F=8傍晚景物圖像對(duì)比F=5.6F=8傍晚景物圖像對(duì)比F=5.661陰天景物圖像對(duì)比F=11F=5.6return陰天景物圖像對(duì)比F=11F=5.6return62rr63rr64(1)零件的識(shí)別與定位領(lǐng)域：工業(yè)、醫(yī)療、航天、軍事、農(nóng)業(yè)等1、工業(yè)檢測(cè)例：雙目立體視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)——簡(jiǎn)單視覺(jué)的機(jī)器人系統(tǒng)■自動(dòng)連接引線、對(duì)準(zhǔn)芯片和封裝；■自動(dòng)安裝部件，自動(dòng)焊接或自動(dòng)切割加工、自動(dòng)澆注系統(tǒng)等。三、視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用(1)零件的識(shí)別與定位領(lǐng)域：工業(yè)、醫(yī)療、65(2)零件尺寸的在線測(cè)量(3)零件外觀及內(nèi)部缺陷檢測(cè)芯片定位芯片管腳檢測(cè)鋼板厚度的在線測(cè)量

木料檢測(cè)原理例：木料檢測(cè)：缺陷、體積

(4)產(chǎn)品分類、分組(5)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、編碼識(shí)別蘋果分級(jí)、分色、配色商品條碼、印鑒、標(biāo)簽(2)零件尺寸的在線測(cè)量(3)零件外觀及內(nèi)部缺陷檢測(cè)芯片66“手-眼”定位：兩個(gè)攝像機(jī)---兩幅平面圖像---三維場(chǎng)景信息用于：目標(biāo)識(shí)別、道路識(shí)別、障礙物判斷、主動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)視覺(jué)導(dǎo)航無(wú)人駕駛汽車、無(wú)人駕駛飛機(jī)、無(wú)人戰(zhàn)車、探測(cè)機(jī)器人實(shí)例：美國(guó)Sojourner系列和Rocky系列火星探測(cè)移動(dòng)機(jī)器人2、機(jī)器人導(dǎo)航“手-眼”定位：兩個(gè)攝像機(jī)---兩幅平面圖像---67“機(jī)遇”號(hào)火星車拍攝火星土壤的顯微照片

“勇氣”號(hào)火星車發(fā)回的彩色照片美國(guó)勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)火星探測(cè)移動(dòng)機(jī)器人“機(jī)遇”號(hào)火星車拍攝“勇氣”號(hào)火星車發(fā)回的彩色照片美國(guó)勇氣號(hào)683、生物醫(yī)學(xué)圖像分析（1）醫(yī)學(xué)臨床診斷：X射線、B超、CT、核磁共振（MRI）醫(yī)學(xué)影像融合分析細(xì)胞個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)

CT圖像自動(dòng)檢測(cè)：染色體切片、癌細(xì)胞切片、超聲波圖象3、生物醫(yī)學(xué)圖像分析（1）醫(yī)學(xué)臨床診斷：X射線、B超、C69三維人體掃描三維人體掃描70（2）生物圖像分析：形狀、組織切片、染色體配對(duì)、細(xì)菌、病毒、病原體外形尺寸檢測(cè)、顏色識(shí)別、表面損傷檢測(cè)以及組織分析葉片細(xì)胞顯微放大圖片

轉(zhuǎn)基因大豆孢子例：水果分類；發(fā)芽土豆；雜草識(shí)別（2）生物圖像分析：形狀、組織切片、染色體配對(duì)、細(xì)菌、病毒、714、遙感圖像分析：衛(wèi)星遙感圖像---氣象衛(wèi)星（紅外成象---云圖---氣象狀況）資源衛(wèi)星（多光譜成象----地質(zhì)、礦藏、森林、災(zāi)害）海洋衛(wèi)星（合成孔徑雷達(dá)成象---海洋、海浪、海灘）航空攝影圖像---（多目成象---大地測(cè)量、測(cè)繪）交通---車輛識(shí)別、牌照識(shí)別、車型判斷、車輛監(jiān)視、交通流量檢測(cè)安全---指紋判別與匹配、面孔與眼底識(shí)別、安全檢查（飛機(jī)、海關(guān)）監(jiān)視---超市、商店防盜、銀行監(jiān)控，停車場(chǎng)、電梯閉路電視6、軍事與國(guó)防：5、監(jiān)控、安防、交通管理：超低空雷達(dá)、超視距雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、導(dǎo)彈導(dǎo)航、地形匹配、單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)、戰(zhàn)場(chǎng)遙測(cè)、夜視儀、聲納成象7、辦公與家電：辦公設(shè)備---數(shù)碼復(fù)印機(jī)、掃描儀、傳真機(jī)、繪圖儀家用電器---數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、可視電話、可視門鈴4、遙感圖像分析：衛(wèi)星遙感圖像---氣象衛(wèi)星（紅外成象72優(yōu)點(diǎn)：便宜，檢測(cè)能力強(qiáng)缺點(diǎn)：產(chǎn)能低，不適合檢測(cè)外層板Orion優(yōu)點(diǎn)：便宜，檢測(cè)能力強(qiáng)Orion73OpticalHead光頭ScanLine掃描線Scanningslice掃描片段(variablewidth可變寬度)ScannedPanel被掃描的板ScanningPath-掃描路徑OpticalHeadScanLineScanning74ImageProcessing-圖像處理EICCCDPreprocessingCards預(yù)處理卡AnalogtoDigitalCircuitry模擬數(shù)字信號(hào)