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內容簡介

機器視覺係統的基本組成原理和圖像處理基礎，重點介紹機器視覺係統涉及的新技術、新方法、新器件及機器視覺的典型應用案例。全書共分10章，第1章簡要介紹機器視覺技術的基本概念、係統構成以及發展趨勢；第2章介紹機器視覺係統的硬件技術和教學實驗設備；第3章介紹機器視覺組態軟件XAVIS；第4章介紹圖像處理技術；第5、6章分彆介紹機器視覺應用最普遍的尺寸測量技術與缺陷檢測技術；第7章介紹模式識彆技術；第8章介紹圖像融閤技術；第9章介紹基於機器視覺的運動目標跟蹤技術；第10章介紹三維重構的初級視覺理論與方法。
《機器視覺技術及應用》重在理論聯係實際，在每一章都安排有涉及編者教學科研的典型機器視覺係統案例或機器視覺實驗專題。《機器視覺技術及應用》主要內容都具有工程應用項目研究的工業實際背景，每章配套的典型案例、習題和實驗均選自工業實際對象，很多來自科研項目研究的實際內容。配套的教學實驗提供瞭30餘種實驗案例和200多種機器視覺算法庫函數供學生做實驗選學，並為樂於動手的學生提供瞭自學習實驗環節，也為有興趣深入鑽研機器視覺理論的學生介紹瞭圖像融閤、視覺跟蹤以及三維重構的新理論和新方法。.，
《機器視覺技術及應用》既可作為大專院校自動化、計算機、電氣工程、機電一體化等專業的教材，也適用於從事測量、檢測、控製及機器視覺等係統研究、設計和開發的科研與工程技術人員參考。

作者簡介

韓九強，西安交通大學自動控製研究所所長，教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會副主任委員，全國自動化專業教材編審委員會委員，陝西省儀器儀錶學會副理事長。主要研究方嚮：智能測控理論與應用，機器視覺技術與圖像信息融閤，嵌入式技術與智能儀器。
韓九強教授先後完成國傢與省部基金、國際閤作項目以及大中型企業産學研課題70餘項；獲各級教學科研成果奬勵30餘次，其中獲國傢科學技術進步二等奬1項、省部級教學科研成果一等奬3項、二等奬2項、三等奬4項；獲國傢發明專利6項；獲軟件著作權2項；在國內外期刊與國際會議上發錶學術論文180餘篇，其中SCI／EI檢索60餘篇；主編齣版學術著作3部。

目錄

第1章 緒論
1.1 機器視覺技術發展與應用
1.1.1 機器視覺技術發展現狀
1.1.2 機器視覺技術的應用
1.2 機器視覺係統組成
1.2.1 係統硬件
1.2.2 組態軟件
1.3 機器視覺方法分類
1.3.1 尺寸測量
1.3.2 缺陷檢測
1.3.3 模式識彆
1.3.4 圖像融閤
1.3.5 目標跟蹤
1.3.6 三維重構
1.4 機器視覺發展趨勢
習題與實驗
參考文獻

第2章 機器視覺硬件技術
2.1 鏡頭技術
2.1.1 視場角
2.1.2 焦距
2.1.3 自動調焦
2.1.4 濾光鏡
2.2 攝像機技術
2.2.1 數字攝像機
2.2.2 分辨率
2.2.3 幀速
2.2.4 智能相機
2.2.5 相機接口
2.3 光源技術
2.3.1 前光源
2.3.2 背光源
2.3.3 環形光源
2.3.4 點光源
2.3.5 可調光源
2.4 圖像采集卡
2.5 攝像機標定技術
2.5.1 成像幾何模型
2.5.2 典型標定方法
2.5.3 標定策略
2.6 ZM-VSl200機器視覺教學
實驗平颱
習題與實驗
參考文獻

第3章 機器視覺組態軟件XAVIS
3.1 XAVIS簡介
3.2 XAVIS基本操作
3.2.1 主窗口
3.2.2 子窗口
3.2.3 操作示例
3.3 XAVIS基本函數
3.3.1 參數類型
3.3.2 文件操作
3.3.3 控製函數
3.3.4 功能函數
3.3.5 擴展函數
3.4 XAVIS接口技術
3.4.1 動態鏈接庫技術
3.4.2 自定義算法庫加載
3.5 XAVIS編程實例
3.5.1 邊緣提取
3.5.2 圖像濾波
3.5.3 尺寸測量
3.5.4 印刷體字符檢測
3.5.5 三維重構
3.6 提示和操作技巧
習題與實驗

第4章 圖像處理技術
4.1 圖像增強
4.1.1 空域圖像增強
4.1.2 頻域圖像增強
4.2 圖像分割
4.2.1 雙峰法
4.2.2 迭代法
4.2.3 大津法
4.2.4 判彆分析法
4.2.5 一維最大熵方法
4.3 邊緣提取
4.3.1 邊緣定義及分類
4.3.2 邊緣檢測算子
4.3.3 輪廓提取方法
4.4 數學形態學分析
4.4.1 數學形態學原理
4.4.2 圖像數學形態學基本運算
4.4.3 圖像數學形態學應用
4.5 圖像投影
4.6 圖像特徵提取
4.6.1 圖像特徵
4.6.2 興趣點提取
4.6.3 直綫提取
4.6.4 圓弧提取
4.7 配準定位方法
4.7.1 圖像配準數學建模
4.7.2 圖像配準方法
4.7.3 圖像配準的主要步驟
習題與實驗
參考文獻

第5章 尺寸測量技術
5.1 長度測量
5.1.1 距離測量
5.1.2 多距離測量和齒長測量
5.1.3 綫段測量
5.2 麵積測量
5.2.1 基於區域標記的麵積測量
5.2.2 基於輪廓嚮量的麵積測量
5.3 圓測量
5.3.1 正圓的測量方法
5.3.2 多圓測量
5.3.3 利用麯率識彆法識彆圓
5.3.4 橢圓的測量方法
5.4 綫弧測量
5.4.1 基於Harris角點檢測的綫弧分離
5.4.2 基於哈夫變換的綫弧分離
5.5 角度測量
習題與實驗
參考文獻.

第6章 缺陷檢測技術
6.1 缺陷檢測的分類方法
6.2 瑕疵缺陷檢測
6.2.1 瑕疵缺陷圖像特點
6.2.2 瑕疵缺陷檢測算法
6.2.3 應用實例
6.3 劃痕檢測
6.3.1 劃痕圖像的特點
6.3.2 劃痕檢測算法
6.3.3 應用實例
6.4 焊點檢測與分類方法
6.4.1 PCB焊點的分類
6.4.2 焊點檢測與分類算法
6.4.3 應用實例
習題與實驗

第7章 模式識彆技術
7.1 字符識彆
7.1.1 印刷體字符識彆
7.1.2 手寫體字符識彆算法
7.2 條碼識彆
7.2.1 條碼技術
7.2.2 一維條碼識彆
7.2.3 二維條碼識彆
7.3 車牌識彆
7.3.1 車牌圖像預處理
7.3.2 車牌字符分割與識彆
7.4 工件識彆
7.4.1 工件識彆方法
7.4.2 識彆實例
7.5 醫學圖像識彆
7.5.1 血管識彆
7.5.2 細胞識彆
習題與實驗
參考文獻

第8章 圖像融閤技術
8.1 圖像融閤分類
8.1.1 像素級融閤
8.1.2 特徵級圖像融閤
8.1.3 決策級圖像融閤
8.2 圖像融閤算法
8.2.1 基本圖像融閤算法
8.2.2 金字塔圖像融閤算法
8.2.3 小波變換圖像融閤算法
8.3 圖像融閤的評價標準
8.3.1 主觀評價標準
8.3.2 客觀評價標準
8.4 圖像融閤應用
8.4.1 多光照圖像融閤
8.4.2 多聚焦圖像融閤
8.4.3 異質圖像融閤
習題與實驗
參考文獻

第9章 目標跟蹤技術
9.1 檢測與跟蹤的關係
9.2 運動目標檢測
9.2.1 相鄰幀間差分算法
9.2.2 背景差分算法
9.3 運動目標跟蹤
9.3.1 特徵匹配搜索算法
9.3.2 均值漂移算法
9.3.3 目標遮擋跟蹤算法
9.4 運動目標跟蹤實例
9.4.1 無遮擋目標跟蹤實例
9.4.2 有遮擋目標跟蹤實例
習題與實驗
參考文獻

第10章 三維重構技術
10.1 三維重構技術分類
10.2 三維重構基本概念
10.2.1 輻射度
10.2.2 目標錶麵朝嚮
10.2.3 反射類型與反射模型
10.3 SFS三維重構算法
10.3.1 基於混閤反射模型的SFS算法（AHRM）
10.3.2 AHRM算法實例分析
10.3.3 基於透視成像模型的SFS算法（APM）
10.3.4 APM算法的實例分析
10.3.5 SFS三維重構變分算法
10.3.6 變分算法實例分析
10.4 光度立體學
10.4.1 光度立體視覺法
10.4.2 算法實例
習題與實驗
參考文獻

精彩書摘

1.1.2 機器視覺技術的應用
機器視覺技術正在被廣泛地應用於各種生産活動，可以說需要人類視覺的場閤幾乎都有機器視覺的應用，特彆是在許多人類視覺無法感知的場閤，如在精確定量感知、高速檢測判定、危險場景感知和不可見物體感知等情況下，機器視覺技術更顯示齣其無可比擬的優越性。機器視覺技術的應用主要包括如下幾個方麵。
1.在工業檢測中的應用
工業檢測是指在工業生産中運用一定的測試技術和手段對生産環境、工況、産品等進行測試和檢驗，其檢測結果是對生産過程進行控製的重要指標，直接影響著生産效率和質量。
在現代自動化大生産中，視覺檢測往往是不可缺少的重要環節。如汽車零件結構尺寸、藥品包裝正誤、IC字符印刷質量、電路闆焊接好壞等，都需要工人通過卡尺、量規或者顯微鏡等工具進行觀測檢驗。人工檢測的弊端很多，主要體現在以下6個方麵。
（1）人工檢測勞動強度大、生産效率低。
（2）人工檢測沒有嚴格統一的質量標準，直接影響産品的檢驗一緻性。
（3）在一些高速的生産環節，人工檢測無法實現實時全檢，隻能對部分産品進行抽檢。
（4）在高精度檢測要求下，人工檢測很難達到精度要求，而且檢測成本居高不下。
（5）在某些高溫或有毒生産現場，無法通過人工方式對産品質量進行檢測。
（6）人工檢測的數據無法及時準確地納入質量管理係統，不利於測控管係統集成。
隨著現代工業的發展和進步，特彆是在一些高精度加工産業，傳統的檢測手段已遠遠不能滿足生産的需要。機器視覺技術則因其具備在綫檢測、實時分析、實時控製的能力以及高效、經濟、靈活的優點，成為現代檢測技術中一種重要的技術手段。
機器視覺技術在微尺寸、大尺寸、復雜結構尺寸和異型麯麵尺寸檢測中具有突齣的優勢和特點：對於微尺寸測量，機器視覺技術不僅具有非接觸的特點，還可以通過調節攝像係統的分辨率和放大倍數方便地實現不同測量範圍的高精度測量；對於大尺寸測量，機器視覺技術可以通過拼接零件不同部位的圖像，分析得到零件的完整結構尺寸；對於復雜結構零件（如齒輪、螺紋、凸輪等）測量，機器視覺技術隻需要一幅或多幅圖像就可以獲得復雜結構的輪廓信息。
機器視覺工業檢測就其檢測性質和應用範圍而言，分為定量檢測和定性檢測兩大類，每類又分為不同的子類。除瞭對各種零件幾何尺寸的測量，機器視覺技術在工業在綫檢測的應用還包括印製電路闆檢查、鋼闆錶麵自動探傷、大型工件平行度和垂直度測量、容器容積或雜質檢測、機器零件的自動識彆和分類等。

前言/序言

自動化技術在我國現代化建設進程中具有重要地位。五十多年來，自動化技術對我國社會主義現代化建設的眾多領域發揮瞭重要作用，産生瞭深遠影響。最具代錶性的兩彈一星的成功發射、載入飛船的順利返迴、嫦娥探月的環繞飛行等充分體現瞭自動化技術在國傢重大工程應用中的示範作用。自動化技術也有力地推動著我國整體工業的發展和改變著人們的生活方式，如集成製造係統的普及推廣使機械加工製造自動化程度達到瞭更高的水平，服務機器人代替傢政進入瞭傢庭，改善瞭人們的生活環境，如此等等。
我國正在全麵建設小康社會，走新型工業化道路，促進信息化與工業化的“兩化”融閤，實現工業、農業、國防和科學技術現代化。在此進程中，自動化技術起著不可替代的橋梁作用。這就迫切需要高等學校自動化專業辦學機構和廣大教師進行深入研究和探索，如何能夠為各行各業輸送大量具有工程實踐能力和應用創新能力的工程應用型自動化專業高級技術人纔。在“教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會”主任委員吳澄院士領導下，針對我國高等教育發展快、規模大、社會各行各業對工程應用型自動化專業人纔需求量大的特點，按照大眾化高等教育階段分類指導的思想和原則，抓住有利時機，成立瞭“工程應用型自動化專業課程體係研究與教材建設委員會”，對工程應用型自動化專業的知識體係、課程體係、能力培養等進行瞭有益的探索，為工程應用型自動化專業人纔培養、教材建設奠定瞭基礎。
工程應用型自動化專業涉及麵廣、行業多，其人纔培養模式與課程體係涉及的因素眾多復雜，包括如何結閤通識教育，拓寬應用口徑、突齣專業重心、強化實踐教育、理論聯係實際、提高應用創新能力等，其中構建既不照搬研究型、也不雷同技能訓練型的工程應用型自動化專業課程體係，編寫一套有利於促進麵嚮不同行業、應對不同層次問題的工程應用型學生個性發展的一流教材尤為重要，著力培養學生由解決工程實際問題到提齣新問題的探索思維方式，即運用知識的創新能力。“教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會”在對工程應用型自動化專業課程體係研究的基礎上，從全國遴選有工程應用背景、有教材編寫經驗的教授與專傢，組織編寫瞭這套工程應用型自動化專業係列教材，這對工程應用型自動化專業人纔的創新能力培養具有重要意義。
教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會規劃工程應用型自動化專業係列教材：機器視覺技術及應用 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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