机器视觉基础知识详解
机器视觉基础知识（ＰＤＦ）
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
一、镜头基本概念（7）
镜头的调制传递函数MTF
第一节 工业镜头
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
一、镜头基本概念（8）
镜头的调制传递函数MTF
第一节 工业镜头
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
一、镜头基本概念（9）
镜头的调制传递函数MTF
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
一、镜头基本概念（4）
镜头接口 – C-MOUNT 镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数： 公称直径：1“ 螺距：32牙 – CS－Mount是C－Mount的一个变种，区别仅仅在于 镜头定位面到图像传感器光敏面的距离的不同，C－ Mount 是17。5mm，CS－Mount是12。5mm。 – C/CS能够匹配的最大的图像传感器的尺寸不超过1“。
一、镜头基本概念（10）
系统的调制传递函数MTF
第一节 工业镜头
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
二、镜头的分类（1）
按照等效焦距分为 广角镜头
等效焦距小于标准镜头（等效焦距为50mm）的镜头。特点 是最小工作距离短，景深大，视角大。常常表现为桶形畸变。 中焦距镜头 焦距介于广角镜头和长焦镜头之间的镜头。通常情况下畸变 校正较好。 长焦距镜头 等效焦距超过200mm的镜头。工作距离长，放大比大，畸变 常常表现为枕形状畸变。
像素速率（Pixel Rate）
相机每秒中能够输出像素的个数，仅仅对于数字相机有意 义。
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第二节 工业相机
一、工业相机的基本概念（5）
卷帘快门（Rolling Shutter）
机器视觉行业知识点总结
机器视觉行业知识点总结在这篇文章中，我们将对机器视觉行业的一些知识点进行总结和梳理，以帮助读者更好地理解这一领域的发展和应用。
一、机器视觉的基本原理1.图像采集和传感器技术图像采集是机器视觉系统的第一步，也是至关重要的一步。
图像传感器的选择将直接影响到后续的图像处理和分析效果。
常见的图像传感器有CCD（Charge-Coupled Device）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）两种类型，它们在成本、灵敏度和分辨率等方面各有优劣。
2.图像预处理图像预处理包括对图像进行去噪、增强、滤波、边缘检测等操作，目的是减少图像中的噪声和干扰，从而提高后续的图像处理和分析效果。
3.特征提取和描述特征提取和描述是机器视觉系统中的关键步骤，它涉及到对图像中的特征进行提取和描述，常用的特征包括边缘、角点、纹理等。
特征提取和描述的质量将直接影响到后续的目标检测、识别和跟踪效果。
4.目标检测、识别和跟踪目标检测、识别和跟踪是机器视觉系统中的核心任务之一，它涉及到对图像中的目标进行定位、识别和跟踪。
常见的目标检测和识别算法包括Haar特征、HOG特征、深度学习等技术。
5.应用领域机器视觉技术在工业自动化、智能制造、医疗影像诊断、交通监控、安防监控等领域都有广泛的应用。
其中，工业自动化是机器视觉技术应用最为广泛的领域之一，它包括产品的质量检测、组装线的监控、机器人视觉导航等方面。
二、机器视觉的发展趋势1.深度学习与机器视觉深度学习作为机器学习的一种方法，在图像识别和分析领域表现出了强大的能力，因此也在机器视觉领域得到了广泛的应用。
通过深度学习技术，机器视觉系统可以更准确地识别和分析图像中的目标，实现更高水平的自动化。
2.智能传感器与机器视觉智能传感器集成了传感器、处理器和通信接口等功能，它可以直接在传感器端进行数据的处理和分析，从而减轻了计算机端的负担。
智能传感器的发展将进一步推动机器视觉系统的智能化和自动化。
机器视觉系统原理及基础知识PPT
本PPT将介绍机器视觉系统的概述、图像处理基础、图像分割与边缘检测、形 态学处理、特征提取与描述、相机标定与几何变换、目标跟踪、机器学习在 机器视觉中的应用等。
机器视觉系统概述
机器视觉系统是指通过计算机对图像进行处理、分析和理解，模拟人类视觉 系统的功能和能力，用于实现自动检测、识别、测量等任务。
特征提取与描述
特征提取是从图像中提取出具有代表性的特征，如颜色、纹理、形状等，特征描述是对这些特征进行数学建模 和描述，用于图像匹配和识别。
相机标定与几何变换
相机标定是确定摄像机的内部和外部参数，几何变换是通过变换矩阵对图像 进行旋转、平移、缩放等操作，用于图像校正和重建。
目标跟踪
目标跟踪是指在连续图像序列中跟踪特定的目标物体，如运动物体或行人， 用于视频监控、无人驾驶等应用。
图像处理基础
图像处理是指对图像进行数字化处理，包括图像采集、图像预处理、图像增强、图像压缩等，用于提取和改善 图像的特征和质量。
图像分割与边缘检测
图像分割是将图像分割成不同的区域，边缘检测是提取图像中的边缘线条， 用于目标检测和图像理解等应用。
形态学处理
形态学处理是一种基于图像形状和结构的图像处理技术，通过腐蚀、膨胀、开运算、闭运算等操作，用于图像 滤波和形状分析。
ห้องสมุดไป่ตู้
机器学习在机器视觉中的应用
机器学习是一种通过训练数据和统计方法来构建模型和预测的方法，应用于 图像分类、目标检测、人脸识别等机器视觉任务。
机器视觉入门
机器视觉入门目录•1. 什么是机器视觉o 1.1. 机器视觉是人工智能重要的前沿技术o 1.2. 机器视觉能做什么o 1.3. 机器视觉的优势（为什么用机器视觉，不仅仅是替代人工哦）•2. 发展历程o 2.1. 源于国外o 2.2. 国内市场爆发式增长o 2.3. 核心部件国产化进行时《打开“视”界之门,挖掘机器视觉蓝海》1. 什么是机器视觉机器视觉通过模拟人类视觉系统，赋予机器“看”和“认知”的能力，是机器认识世界的基础。
机器视觉利用成像系统代替视觉器官作为输入手段，利用视觉控制系统代替大脑皮层和大脑的剩余部分完成对视觉图像的处理和解释，让机器自动完成对外部世界的视觉信息的探测，做出相应判断并采取行动，实现更复杂的指挥决策和自主行动。
作为人工智能最前沿的领域之一，视觉类技术是人工智能企业的布局重点，具有最大的技术分布。
1.1. 机器视觉是人工智能重要的前沿技术人工智能基础构架，如下图：国内外人工智能企业应用技术分布：1.2. 机器视觉能做什么•识别（填空题，描述看到的是什么）识别功能指甄别目标物体的物理特征，包括：o外形o颜色o字符识别（OCR、OVR）o条码其准确度和识别速度是衡量的重要指标•检测（判断题）o判断有无o外观验伤▪外观是否存在缺陷▪产品装配是否完整•定位获取目标物体的坐标和角度信息，自动判断物体位置•测量把获取的图像像素信息标定成常用的度量衡单位，然后在图像中精确地计算出目标物体的几何尺寸，主要应用于高精度及复杂形态测量。
o2D测量o3D测量1.3. 机器视觉的优势（为什么用机器视觉，不仅仅是替代人工哦）相对于人类视觉而言，机器视觉在量化程度、灰度分辨力、空间分辨力和观测速度等方面存在显著优势。
其利用相机、镜头、光源和光源控制系统采集目标物体数据，借助视觉控制系统、智能视觉软件和数据算法库进行图形分析和处理，软硬系统相辅相成，为下游自动化、智能化制造行业赋予视觉能力。
随着深度学习、3D 视觉技术、高精度成像技术和机器视觉互联互通技术的发展，机器视觉性能优势进一步提升，应用领域也向多个维度延伸。
机器视觉资料
机器视觉资料机器视觉（Computer Vision）是一门研究如何使计算机“看”和“理解”图像和视频的领域。
它利用计算机和人工智能技术，通过模拟人类视觉系统的方式，对图像和视频进行分析、处理和理解。
机器视觉在许多领域具有广泛的应用，如自动驾驶、安防监控、医学图像分析等。
一、机器视觉的基本原理机器视觉的基本原理包括图像获取、图像预处理、特征提取和目标识别等步骤。
1. 图像获取图像获取是机器视觉的第一步，它通过相机或传感器采集图像或视频。
图像获取的质量对后续处理和分析结果具有重要影响。
2. 图像预处理图像预处理是对采集到的图像进行去噪、增强和校正等操作，以提高图像质量和减少干扰。
3. 特征提取特征提取是机器视觉的核心步骤，它通过对图像进行特征分析和提取，将图像转化为计算机可以理解和处理的数据形式。
4. 目标识别目标识别是机器视觉的关键任务之一，它通过比对特征库或训练模型，将提取到的特征与已知目标进行匹配，实现目标的识别和分类。
二、机器视觉的应用领域机器视觉在各个领域都有广泛的应用，以下列举几个典型的应用领域。
1. 自动驾驶自动驾驶是机器视觉的一个重要应用领域。
通过利用摄像头和传感器获取道路和交通信息，机器视觉可以实现车道线检测、交通标志识别、行人检测等功能，从而实现自动驾驶和智能辅助驾驶。
2. 安防监控机器视觉在安防监控领域也有广泛的应用。
通过视频监控摄像头采集的图像，机器视觉可以实现人脸识别、行为分析、异常检测等功能，提高安防监控的效果和效率。
3. 医学图像分析机器视觉在医学图像分析领域有着重要的应用。
通过对医学图像（如X光片、CT扫描等）进行分析和处理，机器视觉可以帮助医生进行疾病诊断、手术规划等工作，提高医疗效果和减少医疗误诊。
4. 工业检测机器视觉在工业检测领域也有广泛的应用。
通过对工业产品进行图像分析和检测，机器视觉可以实现产品质量检测、缺陷检测等功能，提高生产效率和产品质量。
三、机器视觉的挑战与发展方向尽管机器视觉在许多领域已经取得了重要的应用成果，但仍面临一些挑战和问题。
机器视觉入门介绍
机器视觉入门介绍机器视觉，这个词听起来很高大上，对吧？其实它就是让电脑“看”得像人一样，处理图像和视频。
想象一下，机器能通过镜头识别物体、分析场景。
这不单单是科幻电影里的情节，而是现实生活中的一部分。
首先，我们得聊聊机器视觉的基础。
简单来说，机器视觉系统通常由相机、照明和图像处理软件组成。
相机捕捉图像，照明提供清晰的视觉效果，软件则负责分析和理解。
就像人眼看东西，机器也得“看”得清楚。
比如，在工厂里，机器能通过视觉系统检测产品是否合格，省时省力。
再深入一点。
机器视觉的关键在于图像处理技术。
这部分就像是机器的“大脑”。
它需要对图像进行处理、分割和识别。
不同的算法让机器能够识别颜色、形状、纹理等。
举个例子，自动驾驶汽车就是利用机器视觉来识别路标、行人和其他车辆。
简直是未来科技的缩影！接下来，我们可以看看机器视觉的应用。
它的身影无处不在。
在医疗领域，机器视觉帮助医生进行精确的手术，识别病灶。
食品行业里，机器能实时监控产品质量，确保消费者的安全。
再往大了说，机器视觉还可以在安防监控中识别可疑行为，提升安全性。
真是无孔不入。
当然，技术的发展也伴随着挑战。
像光照变化、复杂背景都会影响识别的准确性。
不同于人类的灵活性，机器视觉系统在这些情况下可能会出错。
研究人员正努力寻找解决方案，提升系统的鲁棒性，让机器在各种条件下都能“看得清”。
未来的发展方向，可能会结合深度学习等先进技术，提升视觉系统的智能水平。
总的来说，机器视觉不仅改变了我们的工作方式，还潜移默化地影响着生活中的方方面面。
它让我们看到了一种全新的可能性。
未来，随着技术的不断进步，机器视觉将会更加强大、更加普及。
想象一下，未来的生活中，机器视觉将成为我们生活的“眼睛”，帮助我们更好地探索这个世界。
快速学习机器视觉的基本概念
快速学习机器视觉的基本概念第一章：机器视觉的定义和发展历程机器视觉是指让机器具有模仿和理解人类视觉系统的能力，从图像和视频中提取信息并作出相应的判断和决策。
机器视觉的发展历程可以追溯到上世纪50年代，但直到近年来，随着计算机技术和人工智能的快速发展，机器视觉才取得了突破性进展。
第二章：机器视觉的基本原理1. 图像采集：机器视觉的第一步是通过各种传感器采集图像数据，常用的图像采集设备包括相机、摄像机和激光扫描仪等。
2. 图像预处理：图像预处理是为了更好地进行后续的分析和处理，包括去噪、增强对比度、图像滤波和图像拼接等技术。
3. 特征提取：特征提取是机器视觉中的一个重要环节，通过对图像进行边缘检测、角点检测和纹理分析等操作，提取出图像中的重要特征点。
4. 特征匹配：特征匹配是指将两幅图像中的特征点进行对应，寻找它们之间的相似性和关联性，常用的特征匹配算法包括SIFT 和SURF等。
5. 目标检测和识别：目标检测和识别是机器视觉中的核心任务之一，通过对图像中的目标进行定位和识别，常用的算法包括基于特征的方法和基于深度学习的方法。
6. 目标跟踪：目标跟踪是指在视频序列中实时追踪目标的位置和运动轨迹，常用的目标跟踪方法包括卡尔曼滤波和粒子滤波等。
第三章：机器视觉的应用领域1. 工业应用：机器视觉在工业领域中被广泛应用，如零件检测、质量控制、机器人导航和自动化生产等。
2. 医疗健康：机器视觉在医疗领域中有着重要的应用，如疾病诊断、医学影像分析和手术辅助等。
3. 交通安全：机器视觉在交通领域中起到了重要的作用，如交通监控、车牌识别和行人检测等。
4. 农业与农村发展：机器视觉可以提高农业生产效率和质量，如作物检测、果实分拣和农村环境监测等。
5. 智能安防：机器视觉在智能安防领域中扮演着重要的角色，如人脸识别、行为分析和入侵检测等。
第四章：机器视觉的发展趋势1. 深度学习：深度学习是机器视觉领域的重要技术，通过构建深层神经网络模型，可以实现更加准确和鲁棒的图像处理和分析。
机器视觉知识点归纳总结
机器视觉知识点归纳总结一、基本概念1. 图像与视频的基本概念图像是指由像素组成的二维数据，每个像素表示图像中的一个点的亮度和颜色。
而视频则是由一系列相继的图像组成的，每秒钟包含25~30帧图像。
在机器视觉中，图像和视频是最基本的数据类型，因此理解图像和视频的基本概念对于学习机器视觉至关重要。
2. 特征提取与描述特征是指图像或视频中的局部区域或结构，特征提取是指从原始图像中抽取出具有代表性和区分性的特征。
通常包括几何特征、颜色特征、纹理特征等。
特征描述是指用向量或矩阵等数据结构对提取出的特征进行表示和储存，以便进行后续的分析和处理。
3. 图像处理与分析图像处理是指采用数字图像处理技术对图像进行一系列的操作，如去噪、增强、分割、配准等。
图像分析则是指对图像进行解释和理解，包括目标检测、目标识别、目标跟踪等。
4. 神经网络与深度学习神经网络是一种模拟人脑神经元网络的数学模型，深度学习则是指基于多层神经网络的学习算法。
在机器视觉中，深度学习技术已经取得了很大的成功，如卷积神经网络（CNN）在图像识别、目标检测等领域的广泛应用。
5. 三维视觉三维视觉是指利用多个二维图像或视频重构出三维物体的形状和结构的技术。
它包括立体视觉、结构光、多视点等技术，常用于虚拟现实、医学影像学等领域。
二、常用算法1. 图像处理算法（1）滤波算法：用于去除图像中的噪声，如均值滤波、中值滤波、高斯滤波等。
（2）边缘检测算法：用于检测图像中的边缘结构，如Sobel算子、Canny算子等。
（3）图像分割算法：将图像分割成多个区域或对象，如基于阈值的分割、基于边缘的分割、基于区域的分割等。
（4）配准算法：用于将多幅图像进行配准，以便进行后续的处理和分析。
2. 特征提取与描述算法（1）HOG特征：Histogram of Oriented Gradients，是一种用于目标检测的特征描述方法。
（2）SIFT特征：Scale Invariant Feature Transform，是一种用于图像匹配和目标识别的特征描述方法。
机器视觉基础知识概述.doc
机器视觉基础知识概述机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。
机器视觉系统是指通过机器视觉产詁将被摄取口标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
一个典型的工业机器视觉系统包括：光源、镜头、相机(包括CCD相机和COMS相机)、图像处理单元、图像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。
(维视图像)基于PC的视觉系统基本组成%1和机与镜头——这部分属于成像器件，通常的视觉系统都是由一套或者多套这样的成像系统组成，如果有多路相机，可能由图像卡切换来获取图像数据，也可能由同步控制同吋获取多相机通道的数据。
根据应用的需要相机可能是输出标准的单色视频(RS-170/CCIR)、复合信号(Y/C)、RGB信号，也可能是非标准的逐行扫描信号、线扫描信号、高分辨率信号等。
%1光源——作为辅助成像器件，它直接影响输入数据的质量和应用效果，对成像质量的好坏往往能起到至关重要的作用。
由于没有通用的机器视觉照明设备, 所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。
%1传感器一一通常以光纤开关、接近开关等的形式出现，用以判断被测对象的位置和状态，告知图像传感器进行止确的采集。
%1图像采集卡—通常以插入卡的形式安装在PC中，图像采集卡的主要工作是把相机输出的图像输送给电脑主机。
它将来自相机的模拟或数字信号转换成一定格式的图像数据流，同时它可以控制和机的一些参数，比如触发信号，曝光 /积分时间，快门速度等。
图像采集卡通常有不同的换件结构以针对不同类型的和机，同时也有不同的总线形式，比如PCI、PCI64、Compact PCI, PC104, ISA 等。
%1PC平台一一电脑是一个PC式视觉系统的核心，在这里完成图像数据的处理和绝大部分的控制逻辑，对于检测类型的应用，通常都需要较高频率的CPU, 这样可以减少处理的时间。
学习机器视觉的基础知识和技能
学习机器视觉的基础知识和技能第一章：机器视觉简介机器视觉是研究如何使计算机能够“看”的一门学科。
它利用计算机视觉、模式识别和图像处理等技术，将图像或视频信号转化为可理解的数据并进行分析。
机器视觉被广泛应用于自动驾驶、智能安防、医学影像分析等领域。
1.1 机器视觉的发展历程机器视觉的发展可以追溯到上世纪60年代，当时国际上的研究者开始尝试将图像转化为数字信号进行处理和分析。
随着计算机硬件和算法的不断进步，机器视觉的应用范围也不断扩大。
1.2 机器视觉的基本原理机器视觉的基本原理是通过图像采集设备获取图像，然后通过图像处理算法对图像进行分析和处理，最后得到所需的信息。
图像采集设备可以是相机、摄像机等，图像处理算法可以包括边缘检测、图像分割、特征提取等。
第二章：机器视觉的关键技术机器视觉的关键技术包括图像预处理、目标检测、目标跟踪和目标识别等。
2.1 图像预处理图像预处理是指对图像进行去噪、平滑、增强等操作，以便更好地进行分析和处理。
常用的图像预处理方法包括灰度化、降噪、直方图均衡化等。
2.2 目标检测目标检测是指在图像或视频中自动识别和定位感兴趣的目标物体。
常用的目标检测方法包括滑动窗口、卷积神经网络等。
2.3 目标跟踪目标跟踪是指在视频序列中追踪一个或多个运动目标的位置。
常用的目标跟踪方法包括卡尔曼滤波、相关滤波等。
2.4 目标识别目标识别是指识别图像中的对象属于哪一类别。
常用的目标识别方法包括支持向量机、深度学习等。
第三章：机器视觉的应用领域机器视觉的应用领域非常广泛，涉及到工业自动化、智能交通、智能安防、医学影像等多个领域。
3.1 工业自动化机器视觉在工业自动化中扮演着重要角色，可以用于产品质量检测、物体定位等。
例如，可以通过机器视觉系统检测产品表面缺陷、尺寸偏差等问题，提高生产效率和产品质量。
3.2 智能交通机器视觉在智能交通领域的应用非常广泛。
通过图像识别技术，可以实现交通监控、车辆自动驾驶等功能。
机器视觉基础知识详解
机器视觉基础知识详解什么是机器视觉机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。
简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。
机器视觉系统是通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS和CCD 两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
机器视觉系统的分类•智能相机•基于嵌入式•基于PC机器视觉系统的组成•图像获取：光源、镜头、相机、采集卡、机械平台•图像处理与分析：工控主机、图像处理分析软件、图形交互界面。
•判决执行：电传单元、机械单元机器视觉的工作原理机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等，实现自动识别功能。
机器视觉的应用案例一：机器人+视觉自动上下料定位的应用现场有两个振动盘，振动盘1作用是把玩偶振动到振动盘2中，振动盘2作用是把玩偶从反面振动为正面。
该应用采用了深圳视觉龙公司VD200视觉定位系统，该系统通过判断玩偶正反面，把玩偶处于正面的坐标值通过串口发送给机器人，机器人收到坐标后运动抓取产品，当振动盘中有很多玩偶处于反面时，VD200视觉定位系统需判断反面玩偶数量，当反面玩偶数量过多时，VD200视觉系统发送指令给振动盘2把反面玩偶振成正面。
该定位系统通过玩偶表面的小孔来判断玩偶是否处于正面，计算出玩偶中心点坐标，发送给机器人。
通过VD200视觉定位系统实现自动上料，大大减少人工成本，大幅提高生产效率。
案例二：视觉检测在电子元件的应用此产品为电子产品的按钮部件，产品来料为料带模式，料带上面为双排产品。
机器视觉基础知识
50% 分束片
.
29
六、软硬件知识--光源篇 常用照明技术
#5：结构光法——最简便的三维测量
激光或线性光 源
固定角度照射
三维深度信息
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30
六、软硬件知识--光源篇 常用照明技术
#6：影子的利用——最不直接的测量
待测物高度信息
待测物长度信息
.
31
六、软硬件知识--光源篇 常用照明技术
典型系统由以下组成： •待测目标 •光源 •镜头 •相机 •图像采集卡 •图像处理软件 •输入输出板卡 •工业电脑
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6
三、机器视觉系统基本构成
典型系统由以下组成： •待测目标 •光源 •镜头 •相机 •图像采集卡 •图像处理软件 •输入输出板卡 •工业电脑
“嵌入”
.
7
四、机器视觉系统应用分类
测量 （Measure）
• LED光源
• 其他（激光、紫外光等）
.
25
六、软硬件知识--光源篇 常用照明技术
#1：背光——测量系统的最佳选择
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六、软硬件知识--光源篇 常用照明技术
#2：亮场——最直接的照明
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27
六、软硬件知识--光源篇 常用照明技术
#3：暗场——适合光滑表面的照明
.
28
六、软硬件知识--光源篇 常用照明技术
象素值 = 0.2 MM
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44
七、机器视觉系统搭建
获得完美图象的6大要素
#1：高系统精度
• 视野（FOV）
- 让视觉系统“关心”的部分尽可能“充满”视野。通俗来说，FOV越小越“好”。 - 相机分辨率相同视野越小系统精度越高 - 视野相同相机分辨率越高系统精度越高
图象处理-机器视觉-基础知识
1.什么是机器视觉技术试论述其基本概念和目的。
答：机器视觉技术是是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科。
机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。
机器视觉技术最大的特点是速度快、信息量大、功能多。
机器视觉是用机器代替人眼来完成观测和判断，常用于大批量生产过程汇总的产品质量检测，不适合人的危险环境和人眼视觉难以满足的场合。
机器视觉可以大大提高检测精度和速度，从而提高生产效率，并且可以避免人眼视觉检测所带来的偏差和误差。
2.机器视觉系统一般由哪几部分组成试详细论述之。
答：机器视觉系统主要包括三大部分：图像获取、图像处理和识别、输出显示或控制。
图像获取：是将被检测物体的可视化图像和内在特征转换成能被计算机处理的一系列数据。
该部分主要包括，照明系统、图像聚焦光学系统、图像敏感元件（主要是CCD和CMOS）采集物体影像。
图像处理和识别：视觉信息的处理主要包括滤波去噪、图像增强、平滑、边缘锐化、分割、图像识别与理解等内容。
经过图像处理后，图像的质量得到提高，既改善了图像的视觉效果又便于计算机对图像进行分析、处理和识别。
输出显示和控制：主要是将分析结果输出到显示器或控制机构等输出设备。
3.试论述机器视觉技术的现状和发展前景。
答：。
机器视觉技术的现状：机器视觉是近20～30年出现的新技术，由于其固有的柔性好、非接触、快速等特点，在各个领域得到很广泛的应用，如航空航天、工业、军事、民用等等领域。
发展前景：随着光学传感器、信息技术、信号处理、人工智能、模式识别研究的不断深入和计算机性价比的不断提高，机器视觉技术越来越成熟，特别是市面上已经有针对机器视觉系统开发的企业提供配套的软硬件服务，相信越来越多的客户会选择机器视觉系统代替人力进行工作，既便于管理又节省了成本。
价格持续下降、功能逐渐增多、成品小型化、集成产品增多。
机器视觉知识点总结
机器视觉知识点总结一、机器视觉概述机器视觉是一门研究如何使计算机“看”的技术，它利用计算机技术模拟人类的视觉功能，通过图像传感器采集目标信息，利用计算机进行分析与处理，进而实现对目标检测、识别、跟踪和理解等功能。
机器视觉技术被广泛应用于工业自动化、智能监控、智能交通、医学影像、军事侦察、机器人和虚拟现实等领域。
二、机器视觉基础知识1. 图像采集：图像采集是机器视觉的起点，图像可以通过摄像头、扫描仪、雷达和卫星等设备获得。
在进行图像采集前，需要考虑光照、角度、距离和分辨率等因素。
2. 图像处理：图像处理是指对采集到的图像进行预处理，包括颜色空间转换、滤波、锐化、边缘检测、图像分割等技术，目的是减少图像噪声、增强目标轮廓和提取目标特征。
3. 特征提取：特征提取是指从处理后的图像中抽取目标的关键特征，常用的特征包括纹理、形状、颜色、边缘等。
特征提取的目的是对目标进行描述和区分。
4. 目标检测：目标检测是利用特征提取技术，对图像中的目标进行定位和识别，常用的目标检测方法包括模板匹配、边缘检测、统计学方法、神经网络等。
5. 目标跟踪：目标跟踪是指在连续图像序列中，对目标的位置和运动轨迹进行跟踪，常用的目标跟踪方法包括卡尔曼滤波、粒子滤波、神经网络等。
6. 目标识别：目标识别是对检测到的目标进行进一步的识别和分类，实现对目标的自动识别和判别，常用的目标识别技术包括支持向量机、决策树、深度学习等。
三、机器视觉技术应用1. 工业自动化：机器视觉在工业领域的应用非常广泛，可以用于产品外观检测、质量控制、零件定位和装配、自动化检测等。
2. 智能监控：机器视觉技术可以用于监控系统，包括人脸识别、车牌识别、行人检测、烟火检测等，实现智能化监控和安全防范。
3. 智能交通：机器视觉可以应用于智能交通系统，包括车辆识别、交通流量检测、路况监测、智能停车等，提高交通管理效率和安全性。
4. 医学影像：机器视觉在医学影像诊断中的应用逐渐增多，包括医学图像分析、肿瘤检测、器官定位、医学影像处理等。
机器视觉检测的基础知识[大全]
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机器视觉检测的基础知识〜相机容来源网络，由“机械展（11万血2, 1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铳磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在机械展•相机都有哪些种类？我们常说的CCD就是相机么？除了2D平面相机，是否还有其他种类的相机，原理又是什么？下面这篇文章给您一一道来。
一，相机就是CCD么？通常，我们把所有相机都叫作CCD CCD B经成了相机的代名词。
正在使用被叫做CCD的很可能就是CMO S其实CCD和CMOS^称为感光元件，都是将光学图像转换为电子信号的半导体元件。
他们在检测光时都采用光电二极管，但是在信号的读取和制造方法上存在不同。
两者的区别如下：二，像素。
所谓像素，是指图像的最小构成单位。
电脑中的图像，是通过像素（或者称为PIXEL）这一规则排列的点的集合进行表现的。
每一个点都拥有色调和阶调等色彩信息，由此就可以描绘出彩色的图像。
▼例如：液晶显示器上会显示「分辨率：1280X 1024」等。
这表示横向的像素数为1280,纵向的像素数为1024。
这样的显示器的像素总数即为1280X 1024= 1,310,720。
由于像素数越多，则越可以表现出图像的细节，因此也可以说「清晰度更高」。
三，像素直径。
所谓像素直径，是指每个CCD 元件的大小，通常使用ym 作为单位。
严谨的说， 这个大小中包含了受光元件与信号传送通路。
（二像素间距，即某个像素的中心到邻近一个像素的中心的距离。
）。
也就是说，像素直径与像素间距的值是一样 的。
如果像素直径较小，则图像将通过较小的像素进行描绘， 因此可以获得更加 精细的图像。
可以通过像素直径和有效像素数，求出CCD 元件的受光部的大小。
假设某个CCD 元件的条件如下所示:•有效像素数…768 X 484•像素直径…8.4 ym X 9.8ym则受光部的大小为•横向 768 X 8.4ym = 6.4512 mm •纵向 484X 9.8ym =4.7432 mm四，CCD 勺大小。
图象处理-机器视觉-基础知识
图象处理-机器视觉-基础知识(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.什么是机器视觉技术试论述其基本概念和目的。
答：机器视觉技术是是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科。
机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。
机器视觉技术最大的特点是速度快、信息量大、功能多。
机器视觉是用机器代替人眼来完成观测和判断，常用于大批量生产过程汇总的产品质量检测，不适合人的危险环境和人眼视觉难以满足的场合。
机器视觉可以大大提高检测精度和速度，从而提高生产效率，并且可以避免人眼视觉检测所带来的偏差和误差。
2.机器视觉系统一般由哪几部分组成试详细论述之。
答：机器视觉系统主要包括三大部分：图像获取、图像处理和识别、输出显示或控制。
图像获取：是将被检测物体的可视化图像和内在特征转换成能被计算机处理的一系列数据。
该部分主要包括，照明系统、图像聚焦光学系统、图像敏感元件（主要是CCD 和CMOS ）采集物体影像。
图像处理和识别：视觉信息的处理主要包括滤波去噪、图像增强、平滑、边缘锐化、分割、图像识别与理解等内容。
经过图像处理后，图像的质量得到提高，既改善了图像的视觉效果又便于计算机对图像进行分析、处理和识别。
输出显示和控制：主要是将分析结果输出到显示器或控制机构等输出设备。
3.试论述机器视觉技术的现状和发展前景。
答：。
机器视觉技术的现状： 机器视觉是近20～30年出现的新技术，由于其固有的柔性好、非接触、快速等特点，在各个领域得到很广泛的应用，如航空航天、工业、军事、民用等等领域。
发展前景：随着光学传感器、信息技术、信号处理、人工智能、模式识别研究的不断深入和计算机性价比的不断提高，机器视觉技术越来越成熟，特别是市面上已经有针对机器视觉系统开发的企业提供配套的软硬件服务，相信越来越多的客户会选择机器视觉系统代替人力进行工作，既便于管理又节省了成本。
机器视觉知识考点
机器视觉知识考点●第1章绪论●1.2.1P5系统硬件组成●●第2章机器视觉硬件技术●机器视觉硬件系统组成：图像获取、图像分析处理、图像结果显示与控制●2.1镜头技术●P17视场（Field of View,简称FOV）：就是整个系统能够观察的物体的尺寸范围。
进一步分为水平视场和垂直视场，也就是CCD芯片上最大成像对应的实际物体大小，定义为 FOV=L/M（L是CCD芯片的高或宽，M是放大率，M=h/H=V/U,h是像高，H是物高，V是像距，U是物距）●视场角\alpha：镜头对视野的高度和宽度的张角，\alpha=2\cdot \theta=2\cdotarctan(L/2V).●焦距:透镜中心到光聚焦焦点的距离亦是相机中从镜片中心到底片或者CCD等成像平面的距离。
简单点说焦距是焦点到面镜顶点之间的距离。
●视场角和焦距之间的关系：镜头焦距的长短决定着视场角的大小，焦距越短，视场角就越大，观察范围也越大,但远物体不清楚:焦距越长，视场角就越小，观察范围也越小，很远的物体也能看清楚，短焦距的光学系统比长焦距的光学系统有更佳的聚集光的能力。
\alpha=2\cdot arctan(\cfrac{SR}{2\cdot WD})f=\cfrac{d}{2\cdot tan(\alpha /2)}●2.2.5相机接口（P24）●CameraLink接口●IEEE 1394(Fire Wire）接口●USB接口●Gigabit Ethernet●2.3光源技术●前光源：前光式照明主要应用于检测反光与不平整表面，如检测IC芯片上的印刷字符、电路板元件、焊点、橡胶类制品、封盖标记、包装袋标记、封盖内部以及底部的脏污等。
●背光源：主要应用于被测对象的轮廓检测透明体的污点缺陷检测、液晶文字检查、小型电子元件尺寸和外形检测、轴承外观和尺寸检查、半导体引线框外观和尺寸检查等。
●环形光源：环形光源对检测高反射材料表面的缺陷极佳，非常适合电路板和BGA(球栅阵列封装)缺陷的检测。
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机器视觉基础知识详解
随着工业4.0时代的到来，机器视觉在智能制造业领域的作用越来越重要，为了能让更多用户获取机器视觉的相关基础知识，包括机器视觉技术是如何工作的、它为什么是实现流程自动化和质量改进的正确选择等。
小编为你准备了这篇机器视觉入门学习资料。
机器视觉是一门学科技术，广泛应用于生产制造检测等工业领域，用来保证产品质量，控制生产流程，感知环境等。
机器视觉系统是将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
机器视觉优势：机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特点，可以实现很高的分辨率精度与速度。
机器视觉系统与被检测对象无接触，安全可靠。
人工检测与机器视觉自动检测的主要区别有：
为了更好地理解机器视觉，下面，我们来介绍在具体应用中的几种案例。
案例一：机器人+视觉自动上下料定位的应用：
现场有两个振动盘，振动盘1作用是把玩偶振动到振动盘2中，振动盘2作用是把玩偶从反面振动为正面。
该应用采用了深圳视觉龙公司VD200视觉定位系统，该系统通过判断玩偶正反面，把玩偶处于正面的坐标值通过串口发送给机器人，机器人收到坐标后运动抓取产品，当振动盘中有很多玩偶处于反面时，VD200视觉定位系统需判断反面玩偶数量，当反面玩偶数量过多时，VD200视觉系统发送指令给振动盘2把反面玩偶振成正面。
该定位系统通过玩偶表面的小孔来判断玩偶是否处于正面，计算出玩偶中心点坐标，发送给机器人。
通过VD200视觉定位系统实现自动上料，大大减少人工成本，大幅提高生产效率。
案例二：视觉检测在电子元件的应用：
此产品为电子产品的按钮部件，产品来料为料带模式，料带上面为双排产品。
通过对每个元器件定位后，使用斑点工具检测产品固定区域的灰度值，来判断此区域有无缺胶情况。
该应用采用了深圳视觉龙公司的DragonVision视觉系统方案，使用两个相机及光源配合机械设备，达到每次检测双面8个产品，每分钟检测大约1500个。
当出现产品不良时，立刻报警停机，保证了产品的合格率和设备的正常运行，提高生产效率。
案例三：啤酒厂采用的填充液位检测系统案例：
当每个啤酒瓶移动经过检测传感器时，检测传感器将会触发视觉系统发出频闪光，拍下啤酒瓶的照片。
采集到啤酒瓶的图像并将图像保存到内存后，视觉软件将会处理或分析该图像，并根据啤酒瓶的实际填充液位发出通过-未通过响应。
如果视觉系统检测到一个啤酒瓶未填充到位，即未通过检测，视觉系统将会向转向器发出信号，将该啤酒瓶从生产线上剔除。
操作员可以在显示屏上查看被剔除的啤酒瓶和持续的流程统计数据。
机器视觉的应用领域:
•识别
标准一维码、二维码的解码
光学字符识别（OCR）和确认（OCV）
•检测
色彩和瑕疵检测
零件或部件的有无检测
目标位置和方向检测•测量
尺寸和容量检测
预设标记的测量，如孔位到孔位的距离
•机械手引导
输出空间坐标引导机械手精确定位
机器视觉系统的分类
•智能相机
•基于嵌入式
•基于PC
机器视觉系统的组成
•图像获取：光源、镜头、相机、采集卡、机械平台
•图像处理与分析：工控主机、图像处理分析软件、图形交互界面。
•判决执行：电传单元、机械单元
光源---光路原理
照相机并不能看见物体，而是看见从物体表面反射过来的光。
镜面反射：平滑表面以对顶角反射光线
漫射反射：粗糙表面会从各个方向漫射光线
发散反射：多数表面既有纹理，又有平滑表面，会对光线进行发散反射
•光源---作用和要求
在机器视觉中的作用
照亮目标，提高亮度
形成有利于图像处理的效果
克服环境光照影响，保证图像稳定性
用作测量的工具或参照
良好的光场设计要求
对比度明显，目标与背景的边界清晰
背景尽量淡化而且均匀，不干扰图像处理
与颜色有关的还需要颜色真实，亮度适中，不过曝或欠曝；
•光源---光场构造
明场：光线反射进入照相机暗场：光线反射离开照相机
•光源---构造光源
使用不同照明技术对被测目标会产生不同的影响，以滚珠轴承为例：
•相机
种类：线&面、隔/逐、黑/彩、数/模、低/高、CCD/CMOS
指标：象元尺寸、分辨率、靶面大小、感应曲线、动态范围、灵敏度、速度噪声、填充因子、体积、质量、工作环境等
工作模式：Free run、Trigger（多种）、长时间曝光等
传输方式：GIGE，Cameralinker,模拟
•相机--按照图像传感器区分
CCD相机（Charge Coupled Device）：使用CCD感光芯片为图像传感器的相机,集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件。
CMOS相机(Complementary Metal Oxide Semiconductor )：使用CMOS感光芯片为图像传感器的相机 ,将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部像素的编程随机访问的优点。
•相机--按照输出图像颜色区分：
单色相机：输出图像为单色图像的相机。
彩色相机：输出图像为彩色图像的相机。
•相机--按输出信号区分
模拟信号相机：从传感器中传出的信号，被转换成模拟电压信号，即普通视频信号后再传到图像采集卡中。
数字信号相机：信号自传感器中的像素输出后，在相机内部直接数字化并输出。
数字相机又包含1394相机、USB相机、Gige相机、CameraLink相机等
•相机--按照传感器类型区分
面扫描相机：传感器上像素呈面状分布的相机，其所成图像为二维“面”图像。
线扫描相机：传感器上呈线状（一行或三行）分布的相机，其所成图像为一维“线”图像。
•相机--传感器的尺寸
图像传感器感光区域的面积大小。
这个尺寸直接决定了整个系统的物理放大率。
如：1/3“、1/2”等。
绝大多数模拟相机的传感器的长宽比例是4：3 (H：V)，数字相机的长宽比例则包括多种：1：1，4：3，3：2 等。
•相机--像素
是成像于相机芯片的图像的最小组成单位。
以200万像素的相机为例，满屏有1600*1200个像素,成像于1/1.8英寸大小的CCD芯片。
•相机--分辨率
由相机所采用的芯片分辨率决定，是芯片靶面排列的像元数量。
通常面阵相机的分辨率用水平和垂直分辨率两个数字表示，如：1920（H）x 1080(V)，前面的数字表示每行的像元数量，即共有1920个像元，后面的数字表示像元的行数，即1080行。
•相机--帧率和行频
由相机的帧率/行频表示相机采集图像的频率，通常面阵相机用帧率表示，单位fps （Frame Per second），如30fps,表示相机在1秒钟内最多能采集30帧图像；线性相机通常用行频表示，单位KHz,如12KHz表示相机在1秒钟内最多能采集12000行图像数据。
•相机--快门速度（Shutter Speed）
CCD/CMOS相机多数采用电子快门，通过电信号脉冲的宽度来控制传感器的光积分（曝光）时间。
对于一般性能的的相机快门速度可以达到1/10000-1/100000秒。
卷帘快门（Rolling Shutter）：多数CMOS图像传感器上使用的快门，其特征是逐行曝光，每一行的曝光时间不一致。
全局快门（Global Shutter）：CCD传感器和极少数CMOS传感器采用的快门，传感器上所有像素同时刻曝光。
•相机--智能相机
智能工业相机是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。
它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。
智能工业相机一般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信
装置等构成。
由于应用了最新的 DSP、FPGA及大容量存储技术，其智能化程度不断提高，可满足多种机器视觉的应用需求。
•镜头---主要参数
工业的镜头大都是多组镜片组合在一起的。
计算时会忽略厚度对透镜的影响将其等效成没有厚度的播透镜模型，即理想凸透镜。
参数：焦距/视场/物距/像距/光圈/景深/分辨力/放大倍数/畸变/接口
分辨率：对色彩和纹理的分辨能力。
畸变：镜头中心区域和四周区域的放大倍数不相同。
畸变的校正一般用黑白分明的方格图像来进行，过程并不复杂。
一般如果畸变小于2%，人眼观察不到；若畸变小于CCD的一个像素，摄像机也看不见。
•镜头---分类
CCTV镜头
专业摄影镜头
远心镜头
•镜头---远心镜头
在测量系统中，物距常发生变化，从而使像高发生变化，所以测得的物体尺寸也发生变化，即产生了测量误差；即使物距是固定的，也会因为CCD敏感表面不易精确调整在像平面上，同样也会产生测量误差。
采用远心物镜中的像方远心物镜可以消除物距变化带来的测量误差，而物方远心物镜则可以消除CCD位置不准带来的测量误差。