机器视觉系统原理及基础知识剖析

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自动化机器视觉系统

自动化机器视觉系统

自动化机器视觉系统自动化机器视觉系统(Automated Machine Vision System)是一种基于计算机视觉技术的先进系统,能够实现物体的自动检测、识别和分析。

该系统结合了传感器、图像处理算法和决策系统,以实现对物体的快速而准确的处理。

本文将从系统原理、应用场景和未来发展等方面进行介绍。

1. 系统原理自动化机器视觉系统利用相机或其他光学传感器捕捉物体的图像,并通过图像处理算法对图像进行分析。

系统通常会采用特定的光源和滤波器来改善图像的质量和对比度。

图像处理算法包括图像增强、特征提取和分类等步骤。

最后,通过决策系统对处理结果进行评估和判断,实现对物体的自动化处理。

2. 应用场景自动化机器视觉系统在工业、医疗、农业和安防等领域有广泛的应用。

以下是几个典型的应用场景:2.1 工业自动化在工业生产线上,自动化机器视觉系统能够实现对产品的检测、排序和包装等操作。

例如,在电子制造业中,系统可以检测电路板上的缺陷或误焊,以提高产品质量和生产效率。

2.2 医疗影像分析自动化机器视觉系统在医学影像领域也有重要的应用。

通过对医学图像进行处理和分析,系统能够帮助医生进行疾病的诊断和治疗。

例如,在眼科领域,系统可以检测和定量测量眼底图像中的病变,辅助眼科医生诊断眼部疾病。

2.3 农业智能化自动化机器视觉系统在农业领域有助于实现农业智能化和精准农业。

系统可以识别农田中的杂草和病虫害,并自动施放相应的农药或杀虫剂,提高农作物的产量和质量。

2.4 安防监控在安防领域,自动化机器视觉系统可以用于实现视频监控和事件识别。

系统可以对图像进行实时分析,检测和识别异常行为或危险事件,并及时报警。

这在提升安全性和保护财产方面起到至关重要的作用。

3. 未来发展随着计算机视觉技术的不断发展,自动化机器视觉系统的应用前景非常广阔。

以下是一些可能的未来发展方向:3.1 深度学习和神经网络深度学习和神经网络是近年来在计算机视觉领域中取得突破的技术。

机器视觉系统原理及基础知识通用课件

机器视觉系统原理及基础知识通用课件
实时性指标
包括处理速度、帧率等,用于评估机器视觉系统在处理图像和视频 时的速度和效率。
鲁棒性指标
包括光照变化、遮挡、噪声等干扰因素对系统性能的影响,用于评 估机器视觉系统在实际应用中的稳定性和可靠性。
不同场景下性能评估方法
实验室环境下性能评估
通过在标准数据集上进行测试和比较,评估机器视觉系统的基本性能和算法优劣。
量,提取关键信息。
特征提取与描述
02
通过手工设计特征提取算法,如SIFT、SURF等,对图像进行特
征提取和描述,为后续分类和识别提供基础。
分类与识别
03
利用分类器如SVM、K-means等对提取的特征进行分类和识别
,实现图像内容的理解和应用。
深度学习在机器视觉中应用
01
卷积神经网络(CNN)
通过构建深度卷积神经网络,自动学习图像中的特征表达,提高图像分
触发方式
软件触发、硬件触发等,应根据实际应用场景进 行选择。
04
机器视觉系统软件平台介绍
常见软件平台对比分析
OpenCV
开源计算机视觉库,提供丰富的图像处理与计算机视觉功能,支 持多种编程语言。
Halcon
商业机器视觉软件,提供强大的图像处理和机器视觉算法库,易于 集成到工业应用中。
VisionPro
学术社区
推荐了几个重要的机器视觉学术社区和论坛,如CVPR、 ECCV等会议以及GitHub等代码分享平台,便于研究者和 开发者交流与合作。
THANKS
感谢观看
案例:应用实例展示
图像处理实例
展示如何利用软件平台对图像进行预处理、特征提取、目标检测等操作。
机器视觉应用实例
展示如何结合具体的工业应用场景,利用软件平台实现自动化检测、识别、定 位等功能。

机器视觉系统原理及基础知识分析

机器视觉系统原理及基础知识分析

镜头畸变
摄像机
摄像机的作用是将通过镜头聚焦于像平面的 光线生成图像。 摄像机中最重要的组成部件是数字传感器。
摄像机—计算机接口
摄像机捕获图像后输出为模拟或数字视频信号。
图像处理系统
图像处理系统或计算机的作用是执行图像 处理及分析软件,调用根据检测功能所特殊 设计的一系列图像处理及分析算法模块,对 图像数据进行复杂的计算和处理,最终得到 系统设计所需要的信息,然后通过与之相连 接的外部设备以各种形式输出检测结果及响 应。其外部输出设备可以包括显示器、网络、 打印机、报警器及各种控制信号。
人类视觉
适应性 适应性强,可在复杂及变化的环境中识别目标
机器视觉
适应性差,容易受复杂背景及环境变化的影响
智能
具有高级智能,可运用逻辑分析及推理能力识 别变化的目标,并能总结规律 对色彩的分辨能力强,但容易受人的心理影响, 不能量化 差,一般只能分辨64个灰度级
虽然可利用人工智能及神经网络技术,但智能很差,不 能很好地识别变化的目标 受硬件条件的制约,目前一般的图像采集系统对色彩的 分辨能力较差,但具有可量化的优点 强,目前一般使用256灰度级,采集系统可具有10bit、 12bit、16bit等灰度级 目前有4K×4K的面阵摄像机和8K的线阵摄像机,通过 备置各种光学镜头,可以观测小到微米大到天体的 目标 快门时间可达到10微妙左右,高速像机帧率可达到1000 以上,处理器的速度越来越快 从紫外到红外的较宽光谱范围,另外有X光等特殊摄像 机 对环境适应性强,另外可加防护装置
机器人视觉的目标与任务
1、定义:研究用机器人来模拟人和生物的视觉系统功能。
2 、目标:使机器人具有感知周围视觉世界的能力。让机器人 具有对周围世界的空间物体进行传感、抽象、判断的能力, 从而达到识别、理解的目的。 3 、任务:图象的获取、预处理、 图象分割与表示与描述、识 别与分类、三维信息理解、景物描述、图象解释。红色部分 就构成了图像分析的研究内容。

机器视觉系统原理及基础知识分解共56页

机器视觉系统原理及基础知识分解共56页
机器视觉系统原理及基础知识分解
11、用道德的示范来造就一个人,显然比用法律来约束他更她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由,因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样,法律和法律都是相互依存的。——伯克
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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机器视觉技术原理

机器视觉技术原理

机器视觉技术原理
机器视觉技术是一种利用计算机视觉和图像处理技术,使计算机能够模拟和理解人类视觉系统的能力。

其原理基于以下几个核心步骤:
1. 图像获取:机器视觉系统首先需要获取待处理的图像或视频。

这可以通过相机、摄像机或其他图像传感器来实现。

2. 图像预处理:在对图像进行进一步分析之前,通常需要进行预处理步骤。

这包括图像去噪、增强对比度、调整颜色平衡等操作,以提高后续处理的效果。

3. 特征提取:在特征提取阶段,机器视觉系统会从图像中提取出代表目标或感兴趣区域的关键特征。

这些特征可以是边缘、角点、纹理、颜色、形状等。

4. 特征匹配:特征匹配是将提取的特征与已知的模板或数据库中的特征进行比对的过程。

通过比对,机器视觉系统可以确定目标的位置、识别物体等。

5. 目标检测和识别:在目标检测和识别阶段,机器视觉系统可以根据先前提取的特征和模型,对图像中的物体进行检测、分类和识别。

这可能涉及使用机器学习算法。

6. 决策和输出:最后,机器视觉系统会根据分析结果做出决策,并将结果以可视化形式或其他方式输出,如标记目标位置、显示识别结果等。

1/ 1。

机器视觉的基本原理和应用

机器视觉的基本原理和应用

机器视觉的基本原理和应用1. 什么是机器视觉?机器视觉(Machine Vision)是一种使用摄像机和计算机技术来模拟和实现人类视觉的技术。

它通过捕捉、处理和分析图像来获取和理解信息。

机器视觉系统可以在不同的环境下进行图像识别、目标检测和测量等任务。

2. 机器视觉的基本原理机器视觉的基本原理包括图像获取、图像处理和图像分析。

2.1 图像获取图像获取是机器视觉的第一步,它使用摄像机或其他图像采集设备来获取物体的图像。

图像采集的质量和分辨率对后续的图像处理和分析非常重要。

2.2 图像处理图像处理是对获取到的图像进行预处理和增强,以提取特征并改善图像质量。

它包括图像去噪、图像平滑、图像增强和图像压缩等操作。

2.3 图像分析图像分析是机器视觉的核心部分,它使用图像处理技术和模式识别算法来理解和解释图像信息。

图像分析可以包括目标检测、目标识别、图像分类和测量等任务。

3. 机器视觉的应用机器视觉在各个领域都有广泛的应用。

以下是机器视觉的一些主要应用领域:3.1 工业自动化机器视觉在工业自动化中起着重要的作用。

它可以用于产品质量控制、生产线监测和机器人导航等任务。

通过机器视觉技术,可以实现对产品的外观、尺寸和位置的快速检测和测量,提高生产效率和质量。

3.2 医学影像诊断机器视觉在医学影像诊断中有广泛的应用,如X射线图像分析、病理图像处理和医学图像分类等任务。

通过机器视觉技术,可以帮助医生快速准确地诊断疾病,提高医疗效率和准确性。

3.3 交通安全机器视觉在交通安全领域有重要的应用,如车牌识别、交通流量监测和智能交通系统等任务。

通过机器视觉技术,可以实现对车辆和行人的识别和跟踪,提高交通安全和管理效率。

3.4 农业领域机器视觉在农业领域中有广泛应用,如农作物的识别和分类、果实的检测和采摘等任务。

通过机器视觉技术,可以实现农作物的自动化种植和采摘,提高农业生产效率和质量。

3.5 安防监控机器视觉在安防监控中有重要的应用,如视频监控和人脸识别等任务。

机器视觉系统工作原理

机器视觉系统工作原理

机器视觉系统工作原理
机器视觉是一种通过计算机科学和人工智能技术,使计算机能够识别、理解和解释图像和视频的过程。

机器视觉系统主要包括以下几个核心步骤:
1. 图像采集:机器视觉系统首先需要获取图像或视频数据。

这可以通过摄像头、相机或其他图像采集设备来实现。

2. 图像预处理:获取到的图像数据首先需要进行预处理,以提高后续处理的效果。

预处理步骤可能包括图像去噪、图像增强、图像变换等。

3. 特征提取:在预处理后,机器视觉系统需要从图像中提取关键特征。

这些特征可以是图像的边缘、纹理、颜色等。

特征提取可以通过各种计算机视觉算法实现。

4. 特征匹配:提取到的特征需要与模板或分类器进行匹配。

特征匹配的目的是将提取到的特征与已知的模式进行比较,以确定图像中的目标物体或场景。

5. 目标识别和分类:经过特征匹配后,机器视觉系统可以识别和分类图像中的目标物体或场景。

这可以通过训练好的分类器或深度学习模型来实现。

6. 目标跟踪:在某些应用中,机器视觉系统需要实时跟踪目标物体的运动。

目标跟踪可以通过目标的特征匹配或运动估计来完成。

7. 结果输出:机器视觉系统将处理结果输出给用户或其他系统。

输出结果可能包括识别的对象、位置信息、运动轨迹等。

以上是机器视觉系统的基本工作原理。

不同的应用领域可能会有不同的算法和技术来实现特定的功能,但总体上,机器视觉系统是通过图像采集、图像预处理、特征提取、特征匹配、目标识别和跟踪等步骤来实现图像和视频的分析和处理。

机器视觉系统原理及基础知识课件

机器视觉系统原理及基础知识课件
利用分类器或神经网络等技术,对提取的特征进行分类和识别。
特征提取
从处理后的图像中提取出与目标相关的特征,如颜色、形状、纹理等。
图像采集通过相机、镜头源自设备获取原始图像。图像处理
对采集的图像进行预处理、增强、分割等操作,提取出有用的信息。
图像采集与处理
02
使用光电传感器将光信号转换为电信号,形成原始图像数据。
技术标准和互通性
目前机器视觉技术标准和互通性有待提高,需要制定统一的技术标准,促进不同厂商和系统之间的互通性和互操作性。
THANKS
感谢观看
特点
定义
工业自动化
农业科技
医疗影像分析
安全监控
01
02
03
04
用于生产线上的质量检测、定位、跟踪和引导机器人等。
用于智能农业中的植物生长监测、病虫害检测等。
用于医学影像的自动识别和辅助诊断。
用于公共安全监控、交通违规检测等。
结果输出
将识别结果以图像、文字等形式输出,供用户查看或控制其他设备。
图像识别
图像传感器
镜头选择
光源照明
选择合适的镜头焦距和光圈大小,以获取清晰、无畸变的图像。
合理选择和设计光源照明方案,以提高图像对比度和清晰度。
03
02
01
将彩色图像转换为灰度图像,减少计算量和处理时间。
灰度化
采用滤波器等方法去除图像中的噪声和干扰。
噪声去除
通过对比度拉伸、直方图均衡化等方法增强图像的细节和对比度。
医学影像中的定量分析
机器视觉系统能够对医学影像进行定量分析,如血管狭窄程度、组织密度等,为医生提供更加全面的诊断信息。
医学影像中的三维重建
通过机器视觉技术,可以将二维医学影像进行三维重建,更加直观地展示病灶结构和周围组织关系。

机器视觉系统工作原理

机器视觉系统工作原理

机器视觉系统工作原理
机器视觉系统是一种通过模拟人类的视觉感知能力来实现物体识别、检测和跟踪的技术。

它由摄像机、图像处理和分析算法以及人工智能技术组成。

机器视觉系统的工作流程如下:
1. 图像采集:系统通过一个或多个摄像机采集所需的图像或视频流。

2. 图像预处理:对采集到的图像进行预处理,包括去噪、增强和图像校正等操作,以提高后续处理的准确性和效果。

3. 特征提取:系统利用图像处理和分析算法,从预处理后的图像中提取有用的特征,例如颜色、纹理、形状和边缘等。

4. 物体识别:通过比对已知物体模型或特征数据库,系统能够识别图像中的物体,并将其分类。

5. 检测和跟踪:系统能够实时检测和跟踪物体的位置、运动和姿态等。

这一步骤通常利用计算机视觉和机器学习算法来实现。

6. 结果输出:系统将处理后的结果以可视化的形式呈现给用户,例如在图像或视频上标注物体位置和信息。

机器视觉系统的工作原理依赖于先进的图像处理、模式识别和机器学习算法。

这些算法通过提取图像的局部特征,然后进行
特征匹配和分类。

利用大量标注好的图像和训练样本,机器学习算法能够自动学习并优化模型,提高系统的准确度和鲁棒性。

总的来说,机器视觉系统通过图像采集、预处理、特征提取、物体识别、检测和跟踪等步骤实现对图像和视频的分析和理解。

它可以应用于许多领域,如工业自动化、无人驾驶、安防监控、医疗诊断和机器人技术等,为人们的生产、生活和工作提供更高效和智能的解决方案。

机器视觉的基本原理与应用

机器视觉的基本原理与应用

机器视觉的基本原理与应用机器视觉是一种模拟人类视觉系统的技术,利用计算机和相关算法来模拟和实现图像的获取、处理、分析和理解。

它主要基于图像处理、模式识别和人工智能等领域的技术,广泛应用于工业自动化、智能监控、医疗诊断、无人驾驶等众多领域。

本文将介绍机器视觉的基本原理和应用。

一、基本原理1. 图像获取机器视觉的第一步是通过摄像头或其他图像传感器获取图像。

这些图像可以是静态图像,也可以是视频流。

在图像获取过程中,需要考虑光照、视角、噪声等因素对图像质量的影响。

2. 图像预处理获取到的图像通常需要进行预处理,以提高后续处理的效果。

预处理包括消除噪声、调整对比度、增强边缘等操作。

常用的预处理技术包括滤波、直方图均衡化和边缘检测等。

3. 特征提取特征提取是机器视觉中的关键步骤,它将原始图像转换为能够描述目标或区域的特征向量。

这些特征可以是图像的颜色、纹理、形状等。

常用的特征提取算法有边缘提取、角点检测和SIFT等。

4. 物体检测与识别物体检测与识别是机器视觉的核心任务之一。

它通过比较图像的特征与已知模型或特征数据库中的数据进行匹配,从而实现对目标物体的检测和识别。

常用的物体检测与识别算法有模板匹配、支持向量机和卷积神经网络等。

5. 目标跟踪与定位目标跟踪与定位是机器视觉的另一个重要任务,它用于在连续的图像序列中追踪和定位目标物体。

目标跟踪与定位可以通过运动模型、特征匹配和背景建模等方法来实现。

二、应用领域1. 工业自动化机器视觉在工业自动化中具有广泛的应用。

例如,在生产线上,机器视觉可以用于产品质量检测、缺陷检测和尺寸测量等。

它能够快速、准确地完成对产品的检测和判断,提高生产效率和质量。

2. 智能监控机器视觉在智能监控领域发挥着重要作用。

它可以通过图像分析和识别技术,实现对监控画面中的人员、车辆和行为进行监测和分析。

这有助于提高监控系统的智能化水平,提供更加安全和高效的监控服务。

3. 医疗诊断机器视觉在医疗诊断中有着广泛的应用前景。

机器视觉基础知识详解

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

机器视觉基础知识
#4:同轴光—均匀性好
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
.
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
.
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
.
26
六、软硬件知识--光源篇 常用照明技术
#2:亮场——最直接的照明
.
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
.
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

机器视觉系统工作原理

机器视觉系统工作原理

机器视觉系统工作原理
机器视觉系统是一种利用计算机视觉技术实现自动化检测、识别和控制的系统。

它通过摄像机、图像处理器、计算机和控制器等组成,可以对物体进行图像采集、处理和分析,从而实现自动化控制和检测。

机器视觉系统的工作原理主要包括以下几个步骤:
1.图像采集
机器视觉系统首先需要采集物体的图像。

这一步通常通过摄像机来完成,摄像机可以将物体的图像转换成数字信号,然后传输给图像处理器进行处理。

2.图像处理
图像处理是机器视觉系统的核心部分,它主要包括图像预处理、特征提取、图像分割、目标识别和测量等步骤。

在这些步骤中,图像处理器会对采集到的图像进行处理和分析,提取出物体的特征信息,然后将这些信息传输给计算机进行处理。

3.目标识别
目标识别是机器视觉系统的重要功能之一,它可以通过图像处理技术对物体进行识别和分类。

在这一步中,机器视觉系统会根据预先
设定的特征和算法,对物体进行分类和识别,从而实现自动化控制和检测。

4.控制和检测
机器视觉系统最终的目的是实现自动化控制和检测,这一步通常通过控制器来完成。

控制器可以根据机器视觉系统提供的信息,对物体进行控制和检测,从而实现自动化生产和检测。

机器视觉系统是一种利用计算机视觉技术实现自动化控制和检测的系统,它通过图像采集、处理和分析,实现对物体的自动化识别和分类,从而实现自动化控制和检测。

随着计算机视觉技术的不断发展,机器视觉系统在工业生产、医疗、安防等领域的应用越来越广泛。

机器视觉系统原理及基础知识PPT

机器视觉系统原理及基础知识PPT
机器视觉系统原理及基础 知识
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。

机器视觉的基本原理

机器视觉的基本原理

机器视觉的基本原理
机器视觉的基本原理
机器视觉系统是指用电脑来实现人的视觉功能,也就是用电脑来实现对客观的三维世界的识别。

按现在的理解,人类视觉系统的感受部分是视网膜,它是一个三维采样系统。

三维物体的可见部分投影到网膜上,人们按照投影到视网膜上的二维的像来对该物体进行三维理解。

所谓三维理解是指对被观察物件的形状、尺寸、离开观察点的距离、质地和运动特征(方向和速度)等的理解。

TEO迪奥科技表示机器视觉的系统:
机器视觉系统主要由三部分组成:图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。

系统可再细分为
主端电脑(Host Computer)
影像撷取卡(Frame Grabber)与影像处理器(CCD或者COMS 传感器)
影像摄影机(镜头、显微镜头)
照明设备(高周波萤光灯源、LED光源、Halogen卤素灯光源、闪光灯源、其他特殊光源)
影像显示器(LED,LCD)
机构及控制系统(PLC、调焦及其固定地板、Basecam软件处理器、)。

机器视觉系统原理及基础知识分析35页PPT

机器视觉系统原理及基础知识分析35页PPT

26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭

27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰

28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子

29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇

30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢!
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机器视觉系统原理及基础知识分析
56、死去何所道,托体同山阿。 57、春秋多佳日,登高赋新诗。 58、种豆南山下,草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ,带月 荷锄归 。道狭 草木长 ,夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ,但使 愿无违 。 59、相见无杂言,但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕,亭亭月将圆。

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2. 照明光源-主要参数
照度:单位被照面上接收到的光通量称为 照度。如果每平方米被照面上接收到的光 通量为1(lm),则照度为1(lx)。单位: 勒克斯(lx或Lux)。1勒克斯(lx)相当 于每平方米被照面上光通量为1流明(lm) 时的照度。在高速运动条件下拍摄图像, 曝光时间很短,只有高亮度的光源才能得 到足够亮度的图像。
客观性,可连续工作
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1.3 机器视觉系统的构成
1. 照明光源 2. 镜头 3. 工业摄像机 4. 图像采集/处理卡 5. 图像处理系统 6. 其它外部设备
8
第2章 标准GB 5698-85中,颜色定义 为:“色是光作用于人眼引起除形象以外的视觉 特性”。既:颜色是一种光学现象,是光刺激人 眼的结果,有光才有色。彩色也是一种心理感觉, 它与照明光源的辐射能力分布及观看者的视觉生 理结构有关。人眼可以感知的光谱范围为 380nm-780nm,但人感知一个物体的颜色一般 是指在日光照明的环境下所显示的色彩,对于同 一物体在不同光线的照射下人会感觉到不同的色 彩,可见光源对于正确认知物体的色彩是至关重 要的。
图像处理技术 彩色图像转换技术 图像分割技术 模式识别技术 数学形态学方法 专家系统及人工智能技术 视觉神经网络技术 小波分析技术 分形学方法
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1.2 机器视觉系统与人的视觉的对比
6
人类视觉
机器视觉
适应性
适应性强,可在复杂及变化的环境中识别目标 适应性差,容易受复杂背景及环境变化的影响
机器视觉系统的目的就是给机器或自动 生产线添加一套视觉系统,其原理是由计 算机或图像处理器以及相关设备来模拟人 的视觉行为,完成得到人的视觉系统所得 到的信息。人的视觉系统是由眼球、神经 系统及大脑的视觉中枢构成,计算机视觉 系统则是由图像采集系统、图像处理系统 及信息综合分析处理系统构成。
4
1.1 机器视觉系统的原理
机器视觉系统原 理及基础知识
2005.10
1
1. 机器视觉系统基本原理 2. 照明光源 3. 镜头 4. 工业摄像机 5. 图像采集/处理卡 6. 图像处理系统
2
第1章 机器视觉系统基本原理
1.1 机器视觉系统的原理 1.2 机器视觉系统与人的视觉的对比 1.3 机器视觉系统的构成
3
1.1 机器视觉系统的原理
2. 照明光源-主要参数
光源的光谱分布: 对于色彩检测的应用,应选择与日光接近 的光源,光谱要宽,而且连续。光源照射 在物体上,物体所产生的颜色效果要客观、 真实,既光源的显色性好。其它场合可使 用各种单色光和特殊光源。
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2. 照明光源-主要参数
色温,单位是开尔文(K):当光源所 发出的光的颜色与“黑体”在某一温度下 辐射的颜色相同时,“黑体的温度就称为 该光源的色温。“黑体”的温度越高,光 谱中蓝色的成分则越多,而红色的成分则 越少。例如:白炽灯的光色是暖白色,其 色温为2700K左右,而日光色荧光灯的色 温则是6400K左右。白炽灯的色温一般在 2700K左右、日光灯的色温在27006400K左右、钠灯的色温在2000K左右
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2. 照明光源
所以,当我们用某光源照明时,若光源只 发出三条人眼最敏感的谱线,即:蓝、绿、 红。这样似乎是达到了人眼对照明的需求 和防止了人眼无法察觉和有害射线对人眼 视力的影响。但我们由前面提到的,物体 只能反射和透射与该物体颜色相同的光线, 因此上面我们假设的光源的显色性一定是 很差的。
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强,目前一般使用256灰度级,采集系统可具有10bit、 12bit、16bit等灰度级
空间分辨力 分辨率较差,不能观看微小的目标
目前有4K×4K的面阵摄像机和8K的线阵摄像机,通过 备置各种光学镜头,可以观测小到微米大到天体的 目标
速度 感光范围 环境要求 观测精度
其它
0.1秒的视觉暂留使人眼无法看清较快速运动的 目标
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夏日阳光下 100000Lux 阴天室外 10000Lux 电视台演播室 1000Lux 距60W台灯60cm桌面 300Lux 室内日光灯 100Lux 黄昏室内 10Lux 20cm处烛光 10-15Lux 晴朗的月夜地面照度约0.2 lx
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2. 照明光源-主要参数
寿命。光源的半衰期要长,且在半衰期内, 光谱稳定,亮度衰减小。
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2. 照明光源
三原色学说:该学说认为在视网膜上分 布有三种不同的视锥细胞,分别含有对红 (700nm)、绿(546.1nm)、蓝(435.8nm) 三种光敏感的视色素;当某一定波长的光线 作用于视网膜时,以一定的比例使三种视锥 细胞分别产生不同程度的兴奋,这样的信息 传至中枢,就产生某一种颜色的感觉。
快门时间可达到10微妙左右,高速像机帧率可达到1000 以上,处理器的速度越来越快
400nm-750nm范围的可见光
从紫外到红外的较宽光谱范围,另外有X光等特殊摄像 机
对环境温度、湿度的适应性差,另外有许多场 合对人有损害
对环境适应性强,另外可加防护装置
精度低,无法量化
精度高,可到微米级,易量化
主观性,受心理影响,易疲劳
发热特性。光源的工作温度要低,避免高 温损坏被检测物。
信噪比高,抗干扰能力强。 闪烁频率,交流、直流。 外形尺寸,便于安装。
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2. 照明光源-分类
按照射方式可分为四大类: 背向照明 前向照明 结构光 频闪照明。
智能
具有高级智能,可运用逻辑分析及推理能力识 别变化的目标,并能总结规律
虽然可利用人工智能及神经网络技术,但智能很差,不 能很好地识别变化的目标
彩色识别能力 对色彩的分辨能力强,但容易受人的心理影响, 受硬件条件的制约,目前一般的图像采集系统对色彩的
不能量化
分辨能力较差,但具有可量化的优点
灰度分辨力 差,一般只能分辨64个灰度级
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2. 照明光源
简单视功能原理:人眼视网膜里存在着大量 光敏细胞,按其形状可分为杆状和锥状两 种。杆状光敏细胞的灵敏度极高,主要靠 它在低照度时辨别明暗,但它对彩色是不 敏感的;而锥状细胞既可辨别明暗,也可 辨别彩色。白天的视觉过程主要靠锥状细 胞来完成,夜晚视觉则由杆状细胞起作用。 所以在较暗处无法辨别彩色。
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