機(jī)器視覺(jué)及上位機(jī)編程

機(jī)器視覺(jué)及上位機(jī)編程黃銘Email:minghung@圖像處理基礎(chǔ)數(shù)字識(shí)別方法及步驟上位機(jī)程序設(shè)計(jì)與節(jié)點(diǎn)通信主要內(nèi)容圖像處理基礎(chǔ)圖像處理圖像：二維函數(shù)f(x,y)。x,y為空間坐標(biāo)，f(x,y)為圖像信息（灰度、亮度、顏色）。數(shù)字圖像：離散，矩陣采樣，量化，存儲(chǔ)數(shù)字圖像元素：像素成像方式所有波段的電磁波聲波、震動(dòng)等什么是圖像數(shù)字矩陣數(shù)字圖像表示空間分辨率：M×N?；叶确直媛剩弘x散灰度級(jí)數(shù)G存儲(chǔ)一幅數(shù)字圖像所需位數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單通道：灰度圖，二值圖多通道：RGB，HSV，YUV/YCbCr/YPbPr，RGBA……索引圖像：調(diào)色板，存儲(chǔ)索引值文件格式BMP格式（BitMap）：位圖，文件頭+數(shù)據(jù)，未經(jīng)壓縮，可以直接二進(jìn)制讀取操作JPEG：靜止灰度或彩色，壓縮率大，常用需要特定的算法讀取其中信息。GIF：8位文件格式，256色，壓縮，動(dòng)畫(huà)PNG，TIF……圖像存儲(chǔ)圖像運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算（加減乘除）邏輯運(yùn)算（與或非、異或）算術(shù)運(yùn)算目的：提高清晰度，去噪聲，前處理用途：去噪聲、邊緣增強(qiáng)、提高對(duì)比度、改變亮度、改善細(xì)節(jié)空域法：像素直接操作灰度變換、直方圖修正、空域?yàn)V波變換域法：變換后再處理，逆變換得到處理后圖像頻域?yàn)V波、小波分析等圖像增強(qiáng)g(m,n)=T[f(m,n)]功能：改變動(dòng)態(tài)范圍，灰度區(qū)域截取，感興趣區(qū)域空域法——灰度變換定義：灰度級(jí)出現(xiàn)頻數(shù)（頻率）分布，反應(yīng)圖像清晰性，直方圖均勻分布時(shí)，圖像最清晰。均衡化：調(diào)節(jié)對(duì)比度，增強(qiáng)圖像對(duì)比度。空域法——直方圖修正空域法——空域?yàn)V波器線性濾波器——模板與圖像卷積低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器非線性濾波器——取決與鄰近像素值中值濾波R=mid{Zk}最大值濾波R=max{Zk}最小值濾波R=min{Zk}空域?yàn)V波器W1W2W3W4W5W6W7W8W9Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9模板像素鄰域平滑濾波器用途：去除無(wú)用小細(xì)節(jié)，連接中斷線段與曲線，去噪音，平滑圖像方法：低通濾波，中值濾波空域?yàn)V波器——平滑濾波銳化濾波器用途：改善細(xì)節(jié)，邊緣提取，目標(biāo)定位與識(shí)別方法：高通濾波器，微分濾波器微分濾波器：Roberts交叉梯度算子，Prewitt梯度算子，Sobel梯度算子，Laplacian二階微分算子空域?yàn)V波器——銳化濾波PrewittRobertsSobelLaplacian頻域離散傅立葉變換離散余弦變換時(shí)頻分析蓋伯變換小波變換其它圖像增強(qiáng)方法目的：提取感興趣區(qū)域用途：區(qū)域分割，目標(biāo)定位，目標(biāo)識(shí)別與分類(lèi)，規(guī)劃與決策邊緣檢測(cè)法：點(diǎn)、線、邊Hough變換法閾值分割法數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法圖像分割點(diǎn)的檢測(cè)——空域高通濾波線的檢測(cè)——模板操作邊的檢測(cè)——微分算子Roberts交叉梯度算子，Prewitt梯度算子，Sobel梯度算子，Laplacian二階微分算子圖像分割——邊緣檢測(cè)Hough變換——對(duì)于邊界上n個(gè)離散的點(diǎn)集，找出共線的點(diǎn)集與直線方程圖像分割——邊緣連接通過(guò)灰度門(mén)限對(duì)圖像像素進(jìn)行分類(lèi)圖像分割——閾值分割腐蝕——使二值圖像減小一圈膨脹——使二值圖像擴(kuò)大一圈圖像分割——數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法原圖腐蝕后膨脹后開(kāi)-閉運(yùn)算開(kāi)運(yùn)算——先腐蝕，再膨脹消除細(xì)小對(duì)象，分離細(xì)小粘連，不改變形狀平滑邊緣閉運(yùn)算——先膨脹，再腐蝕填充細(xì)小空洞，連接鄰近對(duì)象，不改變面積平滑邊緣圖像分割——數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法原圖開(kāi)運(yùn)算閉運(yùn)算邊界特征周長(zhǎng)、直徑、曲率、凹凸點(diǎn)傅立葉描繪子形狀數(shù)、邊界矩……區(qū)域特征面積、曲線長(zhǎng)度、區(qū)域周長(zhǎng)，區(qū)域緊湊性，灰度拓?fù)涿枥L子——?dú)W拉數(shù)特征描繪邊界周長(zhǎng)輪廓線像素個(gè)